Décryptage des rôles des protéines contenant le domaine Jumonji chez Podospora anserina

Chez les eucaryotes, les histones sont des protéines qui s'associent à l'ADN pour former la chromatine. Les modifications post-traductionnelles des histones affectent la condensation de la chromatine et l'expression des gènes. Les modifications d’histones sont régulées par plusieurs enzymes, dont les déméthylases d'histones qui contiennent souvent un domaine Jumonji C (JmjC). Chez les mammifères, il a été démontré que l’altération de l’activité des protéines JmjC entraîne divers défauts de développement, des troubles métaboliques et des cancers. Au cours de ma thèse, j’ai réalisé une analyse systématique de la fonction des protéines à domaine JmjC dans le champignon modèle Podospora anserina. Le génome de P. anserina contient 12 gènes codant des déméthylases potentielles (Kdm). L’expression de ces gènes est soit ubiquitaire soit régulée en fonction des différents stades du cycle de vie de P. anserina. Pour étudier la fonction de ces Kdms, j’ai inactivé les gènes correspondants. Mes résultats ont montré que chez P. anserina, les Kdms sont impliquées dans un large éventail de processus développementaux. PaKdm4 et PaDmm1 sont impliqués dans des voies de réponse au stress. L’absence de PaKdm1 et de PaKdm8_para1 conduit à accroitre la longévité de P. anserina. PaKdm5 et PaKdm8_para1 sont essentiels pour la reproduction sexuée. Afin de caractériser le rôle des Kdms sur la dynamique de certaines modifications d’histones, j’ai réalisé des expériences d’immunoprécipitation de la chromatine. J’ai ainsi montré que l’absence de PaKdm1, contrairement à celle de PaKdm5, augmente significativement la présence de la modification H3K4me3 dans le génome de P. anserina. L’absence de PaKdm1 ou de PaKdm4 entraînent quant à elles un élargissement des domaines génomiques portant la modification H3K9me3. J’ai également réalisé des expériences de séquençage d’ARN à haut débit afin de caractériser le transcriptome de chacune des souches mutantes. J’ai ainsi constaté que l’absence des Kdms affecte l'expression des gènes. En particulier, j’ai montré que c’est l’inactivation du gène codant PaKdm5 qui a l’impact le plus important sur l'expression des gènes, tandis que la souche mutante PaKdm1 montre une reprogrammation transcriptionnelle limitée. Mon analyse montre également que PaKdm8 agit comme un régulateur positif de l'expression génique. En conclusion, mes résultats démontrent que chez l’organisme modèle P. anserina, les Kdm régulent épigénétiquement de multiples aspects du cycle de vie de P. anserina, y compris la sénescence, la reproduction sexuée et la défense du génome et fournissent de nouvelles perspectives sur le rôle des déméthylases d'histones dans la régulation transcriptionnelle des gènes.