Résumé
Durant le développement embryonnaire, l’expression des gènes de chaque cellule doit être contrôlée de manière très précise dans l’espace et dans le temps afin que celles-ci puissent adopter leur destin. Cette régulation spatio-temporelle peut se réaliser à deux étapes clés du dogme central de la biologie moléculaire : la transcription et la traduction. Mon projet principal de thèse portait sur une des questions majeures en biologie : comment une cellule mère transmet son identité à ses cellules filles. Un des mécanismes potentiels de cette hérédité serait la mémoire transcriptionnelle mitotique qui permettrait aux cellules filles d’hériter du statut transcriptionnel de leurs mères entre chaque génération. Pour cela, l’information doit pouvoir subsister lors de la mitose durant laquelle la plupart des régulateurs de la transcription se détachent de leurs gènes cibles. Cependant, à la manière de marque-pages, certains facteurs ont la capacité de rester associés aux chromosomes mitotiques, représentant de potentiels supports de cette mémoire.Grâce à l’imagerie en microscopie haute résolution d’embryons de drosophile au tout début de leur développement, nous sommes capables de suivre le statut transcriptionnel des cellules et de leur progénie. Nous avons identifié plusieurs facteurs de transcription, tels que GAGA associated factor (GAF) et dBrd4, restant accrochés aux chromosomes mitotiques. Nous avons ensuite développé un protocole d’immuno-précipitation de la chromatine mitotique suivi de séquençage permettant d’identifier les gènes ciblés par ces facteurs durant la mitose. Grace au système MCP/MS2, nous avons pu suivre la transcription du gène cible scylla et observé que les cellules filles issues de mères transcriptionnellement actives au cycle cellulaire précédant s’activent plus rapidement que les cellules filles issues de mères transcriptionnellement inactives. Cette découverte met en évidence pour la première fois l’existence d’une mémoire mitotique transcriptionnelle sur un gène du développement. De plus, nous avons montré que cette mémoire mitotique est dépendante du facteur GAF.Sur un second plan, j’ai été impliquée dans un projet portant sur le devenir des ARNm une fois transcrits. En effet, s’il est important d’étudier la transcription il est tout aussi important de regarder où et quand la traduction de l’ARN se déroule au sein des cellules de l’embryon. Pour cela, j’ai participé à un projet de l’équipe pour adapter la technique SunTag à l’embryon de Drosophile, afin d’étudier la dynamique de traduction du gène twist codant pour une protéine majeure pour la gastrulation. Cela nous a permis de déterminer sa vitesse de traduction et de révéler une traduction localisée péri-nucléaire permettant un import nucléaire plus efficace. Jusqu’ici aucune technique ne permettait de visualiser la traduction en temps réel dans un organisme multicellulaire et sa combinaison à de l’imagerie à haute résolution rend maintenant accessible des informations sur la dynamique de production des protéines.