Exploring the plasticity of chromosomal domains upon overexpression of silencing factors in Saccharomyces cerevisiae
exploration de la plasticité de domaines chromosomiques par la surexpression de facteurs de silencing chez Saccharomyces cerevisiae
Résumé
Background: A shared property of several eukaryotic genomes is the presence of heterochromatic chromosomal domains experiencing transcriptional variegation. The intensity and the extent of
position effect variegation are sensitive to the dosage of silencing effectors in many systems. Mechanistically, the self-propagating properties of heterochromatin machineries come with a cost, which is the requirement for mechanisms preventing ectopic spreading of silencing. This work explores the dose-dependency of telomere position effect, using the budding yeast SIR system as a model for chromatin based heterochromatic silencing.
Results: To assess the dose-dependency of telomere position effect in budding yeast, we built a set of strains in which SIR2 and SIR3 endogenous promoters are changed. We systematically characterized the impact of Sir3 overexpression by quantifying the clustering of telomeres, the genome wide binding of Sir3 and its impact on coding and non coding transcription. Analysis of published data sets enabled to uncover candidates potentially responsible for the limitation of subtelomeric silent domains that were confirmed by genetic assay. Our study reveals that extension of silent domains can reach saturation, associated with the anti-silencing properties of histone marks deposited by the conserved enzyme Dot1. An outcome of this work is the determination of the maximal extends of subtelomeric domains, which offer a new point of view on subtelomeric properties.
Conclusions: Our work uncovers the dynamics of the dose dependency of heterochromatin propagation in budding yeast. It uncovers previously uncharacterized discrete chromosomal domains associated with specific chromatin features and demonstrates how telomere position effect is efficiently restricted to subtelomeres by the preexisting chromatin landscape.
La présence de domaines chromosomiques heterochromatiniens associés à des effets de position est une propriété commune à de nombreux génomes eukaryotes. L'intensité et l'étendue de la variégation liée aux effets de position sont généralement sensibles à la dose des protéines effectrices de l'hétérochromatine. Les propriétés d'auto-propagation des complexes d'hétérochromatine nécessitent d'établir des mécanismes stoppant la propagation de la répression transcriptionelle. Cette thèse explore la dose-dépendance de l'effet de position télomérique en étudiant le complexe SIR (silencing information regulator) de la levure du boulanger. La caractérisation du groupement des télomères en foyers, de la localisation de Sir3 et de la transcription dans des souches sur-exprimant Sir3 a permis d'établir l'étendue maximale des domaines silencieux présents aux subtelomeres. L'étude de jeux de données publiés a révélé que ces domaines terminent généralement au niveau de zones correspondant à des zones de transition des marques chromatiniennes. Ces transitions chromatiniennes sont requises pour survivre en présence d'un excès de protéines Sir3 puisque nous avons démontré que les mutants dot1 ne survivent pas un tel excès. En outre nous avons conduit un crible génétique qui a révélé de nombreux gènes requis pour la survie en présence d'une surdose de Sir3. Ce travail caractérise la réponse du génome à une surdose d'hétérochromatine et a permis de révéler des domaines subtélomeriques associés à des propriétés chromatiniennes particulières. En conséquence nous démontrons comment l'effet de position télomerique est efficacement restreint au subtelomere chez la levure.
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