Rôle des modifications d'histones dans la régulation de l'épissage alternatif au cours de la transition épithélio-mésenchymateuse
L'épissage alternatif est un mécanisme important et lié à la complexité de notre génome, il est impliqué dans de nombreux processus biologiques et maladies. Durant ces dernières années, la chromatine a été montrée comme jouant un rôle majeur dans la régulation de l'épissage. Cependant, à q...
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| Format: | Dissertation |
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| creator | Segelle, Alexandre |
| description | L'épissage alternatif est un mécanisme important et lié à la complexité de notre génome, il est impliqué dans de nombreux processus biologiques et maladies. Durant ces dernières années, la chromatine a été montrée comme jouant un rôle majeur dans la régulation de l'épissage. Cependant, à quel point les modifications d'histones peuvent impacter ce phénomène reste encore inconnu. Pour répondre à cette question, nous utilisons comme modèle la transition épithélio-mésenchymateuse (TEM), un système dynamique et inductible de reprogrammation cellulaire, dans lequel l'épissage est fortement impliqué.Nous avons premièrement corrélé les changements d'épissage alternatif et les changements d'enrichissements de marques d'histones le long de gènes essentiels pour la TEM tels que FGFR2 et CTNND1. Étonnamment, nous observons des changements très précoces de certaines marques (H3K27me3, H3K27Ac), qui précèdent les changements d'épissage alternatif, alors que d'autres vont être plus tardives (H3K4me1) et être associées à des changements d'épissage déjà établis. Pour répondre à la question d'un potentiel effet direct des marques d'histones sur l'épissage, nous avons adapté le système CRISPR/dCas9 afin de modifier les niveaux de H3K27me3 et H3K27Ac spécifiquement sur les exons alternativement épissés et de voir l'effet sur l'inclusion de ceux-ci. Pour la première fois, nous avons pu induire un changement d'épissage par la simple modification de marques d'histones spécifiquement sur l'exon alternativement épissé, prouvant que ces marques sont suffisantes pour induire les changements dynamiques d'épissage observés durant la TEM. Ces changements d’épissage liés à la chromatine se sont également montrés suffisants pour induire une TEM partielle, suggérant un rôle physiologique de ces marques d’histones dans la régulation de l’épissage alternatif.Ensemble, nos résultats démontrent un nouveau rôle de la chromatine dans la régulation de l'épissage alternatif au cours du processus de reprogrammation cellulaire qu’est la TEM, et qu'un changement spécifique des marques sur l'exon régulé est suffisant pour induire le changement d'épissage. Ces modifications étant suffisantes pour induire des changements d’épissage qui vont à leur tour avoir des conséquences phénotypiques sur l’identité des cellules.
Alternative splicing is a key mechanism for cell identity that increases the protein diversity and plasticity of a limited coding genome. Disease-specific splice variants are more and more |
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Alternative splicing is a key mechanism for cell identity that increases the protein diversity and plasticity of a limited coding genome. Disease-specific splice variants are more and more identified, and splicing-targeting strategies are turning into promising new therapies. Interestingly, emerging evidence suggest an important role for chromatin conformation and histone modifications in regulating this RNA process. However, whether histone modifications are sufficient to impact the alternative splicing outcome in a meaningful biological context still remains unknown. To address this question, we have taken advantage of the epithelial-to-mesenchymal transition (EMT), an inducible and highly dynamic physiological model system of cell reprogramming. To identify histone modifications involved in EMT-dependent splicing, we used as a cellular system human normal epithelial mammary MCF10a cells. We first correlated in time during the onset of the EMT changes in alternative splicing with changes in histone mark levels along genes essential for the EMT, such as FGFR2 and CTNND1. Surprisingly, we observed that marks, such as H3K27me3 and H3K27ac, changed very early in time, and in opposite ways, at the regulated exons even before the first changes in splicing could be detected. Whereas marks, such as H3K4me1, change late in time. To go beyond correlations and address the causative role of these histone marks on alternative splicing outcome, we adapted the CRISPR/dCas9 system to edit exon-specifically the levels of H3K27me3 and H3K27ac at the studied alternatively spliced genes. For the first time, we could induce a change in the splicing outcome by just changing the levels of a histone mark specifically and uniquely at the alternatively spliced exon of interest, proving that these histone marks are sufficient to trigger the highly dynamic changes observed during the EMT. Importantly, these chromatin-induced changes in splicing were also sufficient to induce a partial EMT, supporting a physiological role for these histone marks in alternative splicing regulation.Altogether, our results support an important role for chromatin in orchestrating highly dynamic changes in alternative splicing relevant for a cell reprogramming process, such as the EMT. Moreover, we are showing for the first time that exon-specific changes in histone modifications are sufficient to induce a change in the splicing outcome that has phenotypic consequences on the cell identity.</description><language>eng</language><subject>Alternative splicing ; Emt ; Epigenetics ; Epigénétique ; Epissage alternatif ; Epithelial to mesenchymal transition ; Histones ; Transition epithelio-Mesenchymateuse</subject><creationdate>2020</creationdate><oa>free_for_read</oa><woscitedreferencessubscribed>false</woscitedreferencessubscribed></display><links><openurl>$$Topenurl_article</openurl><openurlfulltext>$$Topenurlfull_article</openurlfulltext><thumbnail>$$Tsyndetics_thumb_exl</thumbnail><link.rule.ids>230,311,780,885,26981</link.rule.ids><linktorsrc>$$Uhttps://www.theses.fr/2020MONTT017/document$$EView_record_in_ABES$$FView_record_in_$$GABES$$Hfree_for_read</linktorsrc></links><search><creatorcontrib>Segelle, Alexandre</creatorcontrib><title>Rôle des modifications d'histones dans la régulation de l'épissage alternatif au cours de la transition épithélio-mésenchymateuse</title><description>L'épissage alternatif est un mécanisme important et lié à la complexité de notre génome, il est impliqué dans de nombreux processus biologiques et maladies. Durant ces dernières années, la chromatine a été montrée comme jouant un rôle majeur dans la régulation de l'épissage. Cependant, à quel point les modifications d'histones peuvent impacter ce phénomène reste encore inconnu. Pour répondre à cette question, nous utilisons comme modèle la transition épithélio-mésenchymateuse (TEM), un système dynamique et inductible de reprogrammation cellulaire, dans lequel l'épissage est fortement impliqué.Nous avons premièrement corrélé les changements d'épissage alternatif et les changements d'enrichissements de marques d'histones le long de gènes essentiels pour la TEM tels que FGFR2 et CTNND1. Étonnamment, nous observons des changements très précoces de certaines marques (H3K27me3, H3K27Ac), qui précèdent les changements d'épissage alternatif, alors que d'autres vont être plus tardives (H3K4me1) et être associées à des changements d'épissage déjà établis. Pour répondre à la question d'un potentiel effet direct des marques d'histones sur l'épissage, nous avons adapté le système CRISPR/dCas9 afin de modifier les niveaux de H3K27me3 et H3K27Ac spécifiquement sur les exons alternativement épissés et de voir l'effet sur l'inclusion de ceux-ci. Pour la première fois, nous avons pu induire un changement d'épissage par la simple modification de marques d'histones spécifiquement sur l'exon alternativement épissé, prouvant que ces marques sont suffisantes pour induire les changements dynamiques d'épissage observés durant la TEM. Ces changements d’épissage liés à la chromatine se sont également montrés suffisants pour induire une TEM partielle, suggérant un rôle physiologique de ces marques d’histones dans la régulation de l’épissage alternatif.Ensemble, nos résultats démontrent un nouveau rôle de la chromatine dans la régulation de l'épissage alternatif au cours du processus de reprogrammation cellulaire qu’est la TEM, et qu'un changement spécifique des marques sur l'exon régulé est suffisant pour induire le changement d'épissage. Ces modifications étant suffisantes pour induire des changements d’épissage qui vont à leur tour avoir des conséquences phénotypiques sur l’identité des cellules.
Alternative splicing is a key mechanism for cell identity that increases the protein diversity and plasticity of a limited coding genome. Disease-specific splice variants are more and more identified, and splicing-targeting strategies are turning into promising new therapies. Interestingly, emerging evidence suggest an important role for chromatin conformation and histone modifications in regulating this RNA process. However, whether histone modifications are sufficient to impact the alternative splicing outcome in a meaningful biological context still remains unknown. To address this question, we have taken advantage of the epithelial-to-mesenchymal transition (EMT), an inducible and highly dynamic physiological model system of cell reprogramming. To identify histone modifications involved in EMT-dependent splicing, we used as a cellular system human normal epithelial mammary MCF10a cells. We first correlated in time during the onset of the EMT changes in alternative splicing with changes in histone mark levels along genes essential for the EMT, such as FGFR2 and CTNND1. Surprisingly, we observed that marks, such as H3K27me3 and H3K27ac, changed very early in time, and in opposite ways, at the regulated exons even before the first changes in splicing could be detected. Whereas marks, such as H3K4me1, change late in time. To go beyond correlations and address the causative role of these histone marks on alternative splicing outcome, we adapted the CRISPR/dCas9 system to edit exon-specifically the levels of H3K27me3 and H3K27ac at the studied alternatively spliced genes. For the first time, we could induce a change in the splicing outcome by just changing the levels of a histone mark specifically and uniquely at the alternatively spliced exon of interest, proving that these histone marks are sufficient to trigger the highly dynamic changes observed during the EMT. Importantly, these chromatin-induced changes in splicing were also sufficient to induce a partial EMT, supporting a physiological role for these histone marks in alternative splicing regulation.Altogether, our results support an important role for chromatin in orchestrating highly dynamic changes in alternative splicing relevant for a cell reprogramming process, such as the EMT. Moreover, we are showing for the first time that exon-specific changes in histone modifications are sufficient to induce a change in the splicing outcome that has phenotypic consequences on the cell identity.</description><subject>Alternative splicing</subject><subject>Emt</subject><subject>Epigenetics</subject><subject>Epigénétique</subject><subject>Epissage alternatif</subject><subject>Epithelial to mesenchymal transition</subject><subject>Histones</subject><subject>Transition epithelio-Mesenchymateuse</subject><fulltext>true</fulltext><rsrctype>dissertation</rsrctype><creationdate>2020</creationdate><recordtype>dissertation</recordtype><sourceid>RS3</sourceid><recordid>eNqFi7ENwjAQRdNQIGAGrksVKUDBAAhEA0goPTriS2zJsZHPLpiAWdyzgRfDRPRUX1_vvWnxuqa3JhDEMFihOtWiV9YwiFIq9tZkIDB_jeBS7IMeeQ5Alyk-FDP2BKg9OZNRBxigtcHxqCB4l2s1Nl_dyxS1stWQIpNp5XNAT4FpXkw61EyL386K5WHf7I4V3olvXhLnWdfr-nQ5N0292m7-Gx-cYk85</recordid><startdate>20200928</startdate><enddate>20200928</enddate><creator>Segelle, Alexandre</creator><scope>AOWWY</scope><scope>RS3</scope><scope>~IT</scope></search><sort><creationdate>20200928</creationdate><title>Rôle des modifications d'histones dans la régulation de l'épissage alternatif au cours de la transition épithélio-mésenchymateuse</title><author>Segelle, Alexandre</author></sort><facets><frbrtype>5</frbrtype><frbrgroupid>cdi_FETCH-abes_theses_2020MONTT0173</frbrgroupid><rsrctype>dissertations</rsrctype><prefilter>dissertations</prefilter><language>eng</language><creationdate>2020</creationdate><topic>Alternative splicing</topic><topic>Emt</topic><topic>Epigenetics</topic><topic>Epigénétique</topic><topic>Epissage alternatif</topic><topic>Epithelial to mesenchymal transition</topic><topic>Histones</topic><topic>Transition epithelio-Mesenchymateuse</topic><toplevel>online_resources</toplevel><creatorcontrib>Segelle, Alexandre</creatorcontrib><collection>Theses.fr (Open Access)</collection><collection>Theses.fr</collection><collection>Thèses.fr</collection></facets><delivery><delcategory>Remote Search Resource</delcategory><fulltext>fulltext_linktorsrc</fulltext></delivery><addata><au>Segelle, Alexandre</au><format>dissertation</format><genre>dissertation</genre><ristype>THES</ristype><btitle>Rôle des modifications d'histones dans la régulation de l'épissage alternatif au cours de la transition épithélio-mésenchymateuse</btitle><date>2020-09-28</date><risdate>2020</risdate><abstract>L'épissage alternatif est un mécanisme important et lié à la complexité de notre génome, il est impliqué dans de nombreux processus biologiques et maladies. Durant ces dernières années, la chromatine a été montrée comme jouant un rôle majeur dans la régulation de l'épissage. Cependant, à quel point les modifications d'histones peuvent impacter ce phénomène reste encore inconnu. Pour répondre à cette question, nous utilisons comme modèle la transition épithélio-mésenchymateuse (TEM), un système dynamique et inductible de reprogrammation cellulaire, dans lequel l'épissage est fortement impliqué.Nous avons premièrement corrélé les changements d'épissage alternatif et les changements d'enrichissements de marques d'histones le long de gènes essentiels pour la TEM tels que FGFR2 et CTNND1. Étonnamment, nous observons des changements très précoces de certaines marques (H3K27me3, H3K27Ac), qui précèdent les changements d'épissage alternatif, alors que d'autres vont être plus tardives (H3K4me1) et être associées à des changements d'épissage déjà établis. Pour répondre à la question d'un potentiel effet direct des marques d'histones sur l'épissage, nous avons adapté le système CRISPR/dCas9 afin de modifier les niveaux de H3K27me3 et H3K27Ac spécifiquement sur les exons alternativement épissés et de voir l'effet sur l'inclusion de ceux-ci. Pour la première fois, nous avons pu induire un changement d'épissage par la simple modification de marques d'histones spécifiquement sur l'exon alternativement épissé, prouvant que ces marques sont suffisantes pour induire les changements dynamiques d'épissage observés durant la TEM. Ces changements d’épissage liés à la chromatine se sont également montrés suffisants pour induire une TEM partielle, suggérant un rôle physiologique de ces marques d’histones dans la régulation de l’épissage alternatif.Ensemble, nos résultats démontrent un nouveau rôle de la chromatine dans la régulation de l'épissage alternatif au cours du processus de reprogrammation cellulaire qu’est la TEM, et qu'un changement spécifique des marques sur l'exon régulé est suffisant pour induire le changement d'épissage. Ces modifications étant suffisantes pour induire des changements d’épissage qui vont à leur tour avoir des conséquences phénotypiques sur l’identité des cellules.
Alternative splicing is a key mechanism for cell identity that increases the protein diversity and plasticity of a limited coding genome. Disease-specific splice variants are more and more identified, and splicing-targeting strategies are turning into promising new therapies. Interestingly, emerging evidence suggest an important role for chromatin conformation and histone modifications in regulating this RNA process. However, whether histone modifications are sufficient to impact the alternative splicing outcome in a meaningful biological context still remains unknown. To address this question, we have taken advantage of the epithelial-to-mesenchymal transition (EMT), an inducible and highly dynamic physiological model system of cell reprogramming. To identify histone modifications involved in EMT-dependent splicing, we used as a cellular system human normal epithelial mammary MCF10a cells. We first correlated in time during the onset of the EMT changes in alternative splicing with changes in histone mark levels along genes essential for the EMT, such as FGFR2 and CTNND1. Surprisingly, we observed that marks, such as H3K27me3 and H3K27ac, changed very early in time, and in opposite ways, at the regulated exons even before the first changes in splicing could be detected. Whereas marks, such as H3K4me1, change late in time. To go beyond correlations and address the causative role of these histone marks on alternative splicing outcome, we adapted the CRISPR/dCas9 system to edit exon-specifically the levels of H3K27me3 and H3K27ac at the studied alternatively spliced genes. For the first time, we could induce a change in the splicing outcome by just changing the levels of a histone mark specifically and uniquely at the alternatively spliced exon of interest, proving that these histone marks are sufficient to trigger the highly dynamic changes observed during the EMT. Importantly, these chromatin-induced changes in splicing were also sufficient to induce a partial EMT, supporting a physiological role for these histone marks in alternative splicing regulation.Altogether, our results support an important role for chromatin in orchestrating highly dynamic changes in alternative splicing relevant for a cell reprogramming process, such as the EMT. Moreover, we are showing for the first time that exon-specific changes in histone modifications are sufficient to induce a change in the splicing outcome that has phenotypic consequences on the cell identity.</abstract><oa>free_for_read</oa></addata></record> |
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