Functional characterization of alternative splice variants of the Drosophila GATA transcription factor serpent containing either one or two zinc finger domains - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2020

Functional characterization of alternative splice variants of the Drosophila GATA transcription factor serpent containing either one or two zinc finger domains

Caractérisation fonctionnelle des variants d'épissage alternatifs du facteur de transcription GATA de la drosophile Serpent contenant un ou deux domaines de doigt de zinc

Résumé

GATA transcription factors play crucial roles in various developmental processes throughout bilaterian animals. In mammals, six GATA factors are present and they play essential functions in different tissues such as the blood, the gut, the liver and the gonads. GATA proteins have two highly conserved domains, the N-terminal and the C-terminal zinc fingers. The C-terminal finger recognizes GATA DNA-binding consensus motif, while the N-terminal finger stabilizes fixation to DNA palindromic sequences and allows their interaction with cofactors of the Friend Of GATA (FOG) family. GATA zinc finger mutations are associated to a vast panel of human diseases whose severity depends on the affected GATA gene and on the position of the mutation in the zinc fingers. Numerous studies have demonstrated the high level of molecular and functional similarities existing between flies and humans. Drosophila melanogaster has five GATA factors containing either one or two zinc fingers, whose sequences are almost identical to those of the canonical zinc fingers of vertebrates. Among them, the Drosophila GATA factor Serpent (Srp) is required for the formation of blood cells, gut and fat body as well as during oogenesis. In all these tissues, two isoforms of Srp are generated through an alternative splicing event giving rise to proteins containing either both zinc fingers (N- and C-terminal, hence the name of this isoform: SrpNC) or only the C-terminal zinc finger (SrpC). In a previous work, our team has shown that SrpC and SrpNC activate some genes in a similar manner but also they regulate others differently. Moreover, interaction between SrpNC and its cofactor FOG, U-shaped, is responsible for some but not all aspects of the distinct activities of SrpC and SrpNC. The purpose of this study is to provide a deep genetic investigation of possible differential functional roles of Srp isoforms during Drosophila development. Using CRISPR/Cas9 technology, we generated two mutant fly lines deleted either of SrpC or of SrpNC. In addition, we produced a third mutant fly line in which we specifically introduced into the N-terminal zinc finger of Srp a single point mutation that alters its interaction with U-shaped. Analysis of these mutants revealed that both isoforms regulate redundantly the transcription of a common set of genes during gut development as well as few genes involved during early hematopoiesis. Surprisingly, flies devoid of SrpNC (isoform containing two-zinc fingers as the mammalian GATA factors) are viable, showing that this isoform is dispensable for most of the developmental processes controlled by Srp. [...]
Les facteurs de transcription GATA jouent un rôle crucial dans divers processus de développement chez les animaux bilatéraux. Chez les mammifères, six facteurs GATA sont présents et ils jouent des rôles essentiels dans différents tissus tels que le sang, l'intestin, le foie et les gonades. Les protéines GATA possèdent deux domaines hautement conservés, les doigts de zinc N-terminal et C-terminal. Le doigt C-terminal reconnaît le motif consensus de liaison à l'ADN GATA, tandis que le doigt N-terminal stabilise la fixation aux séquences palindromiques d'ADN et permet leur interaction avec les cofacteurs de la famille Friend Of GATA (FOG). Les mutations des doigts de zinc GATA sont associées à un vaste éventail de maladies humaines dont la gravité dépend du gène GATA affecté et de la position de la mutation dans les doigts de zinc. De nombreuses études ont démontré le haut niveau de similarités moléculaires et fonctionnelles existant entre les mouches et les humains. La drosophile possède cinq facteurs GATA contenant un ou deux doigts de zinc, dont les séquences sont presque identiques à celles des doigts de zinc canoniques des vertébrés. Parmi eux, le facteur GATA de la drosophile Serpent (Srp) est requis pour la formation des cellules sanguines, de l'intestin et du corps gras ainsi que pendant l'ovogenèse. Dans tous ces tissus, deux isoformes de Srp sont générées par un événement d'épissage alternatif donnant naissance à des protéines contenant soit les deux doigts de zinc (N- et C-terminal, d'où le nom de cette isoforme : SrpNC) ou uniquement le doigt de zinc C-terminal (SrpC). Dans un travail précédent, notre équipe a montré que SrpC et SrpNC activent certains gènes cibles de manière similaire mais aussi elles en régulent d'autres différemment. En plus, l'interaction entre SrpNC et son cofacteur FOG, U-shaped, est responsable de certaines mais pas de toutes les activités distinctes de SrpC et SrpNC. Le but de cette étude est de fournir une investigation génétique approfondie des rôles fonctionnels différentiels possibles des isoformes Srp au cours du développement de la drosophile. En utilisant la technologie CRISPR/Cas9, nous avons généré deux lignées de mouches mutantes invalidées soit pour SrpC ou pour SrpNC. En outre, nous avons produit une troisième lignée de mouche mutante dans laquelle nous avons spécifiquement introduit dans le doigt de zinc N-terminal de Srp une mutation ponctuelle qui modifie son interaction avec U-shaped. L'analyse de ces mutants a révélé que les deux isoformes régulent d'une manière redondante la transcription d'un ensemble commun de gènes au cours du développement intestinal ainsi que de quelques gènes impliqués dans l'hématopoïèse précoce.[...]
Fichier principal
Vignette du fichier
2020TOU30138a.pdf (7.07 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03162582 , version 1 (08-03-2021)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03162582 , version 1

Citer

Douaa Moussalem. Functional characterization of alternative splice variants of the Drosophila GATA transcription factor serpent containing either one or two zinc finger domains. Genetics. Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2020. English. ⟨NNT : 2020TOU30138⟩. ⟨tel-03162582⟩
220 Consultations
95 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More