Fonctions de la variante histone H2A.Z chez Fusarium graminearum

Abstract

Fusarium graminearum est un champignon filamenteux phytopathogène contaminant de nombreuses céréales, telles le blé et le maïs, entraînant des pertes économiques majeures à travers le monde. De plus, cette espèce produit des mycotoxines, métabolites secondaires extrêmement stables qui sont toxiques pour l’humain et l’animal après ingestion. A l’heure actuelle, il n’existe pas de moyen de lutte efficace et durable contre les infections par ce pathogène et l’accumulation de mycotoxines dans les grains. Parmi les mécanismes impliqués dans les régulations du développement et de la production de mycotoxines par ce champignon, les dynamiques de modifications de la structure chromatinienne sont d’importance majeure. Un des exemples de modulateurs de la conformation chromatinienne est la variante histone H2A.Z, identifiée comme essentielle chez F. graminearum. Considérant l’importance de la marque, ces travaux de thèse se sont intéressés aux régulations médiées par H2A.Z chez F. graminearum. Ces travaux ont, dans un premier temps, nécessité de mettre au point diverses méthodes adaptées aux études de la structure nucléaire et chromatinienne chez F. graminearum. A l’aide de ces nouveaux outils, nous avons étudié le lien entre H2A.Z et la régulation de l’expression de gènes. Pour ce faire, nous avons tout d’abord utilisé une approche transcriptomique afin d’identifier les réseaux de régulation au sein desquels H2A.Z est impliqué. Ensuite, nous nous sommes focalisés sur la localisation génomique de H2A.Z au sein du génome et mis cette distribution en perspective grâce à nos données d’expression de gènes. Ces premières approches nous ont permis de dessiner la fonction de H2A.Z sur la régulation de l’expression des gènes au sein de son réseau. Ensuite, la distribution relative de H2A.Z par rapport à deux modifications post-traductionnelles (PTMs) d’histone H3K4me3 et H3K27me3 identifiées comme respectivement associées à une activation ou à une répression de l’expression de gènes, nous a permis de confirmer nos hypothèses quant au rôle de H2A.Z dans cette régulation. Les résultats préalablement obtenus ont également été comparés à l’organisation tridimensionnelle du génome nucléaire en compartiments associés à de la chromatine active et inactive, respectivement. Ces premières approches ont ensuite été complétées par une analyse fonctionnelle des points précédemment cités sur des mutants délétés et surexprimés pour H2A.Z, ceci permettant de mettre en exergue de potentiels remaniements. Enfin, une approche exploratoire sans a priori d’identification du répertoire de PTMs d’histones chez F. graminearum a été menée, ainsi qu’une analyse comparative chez des souches de F. graminearum modifiées génétiquement pour ne plus posséder ou surexprimer H2A.Z. L’ensemble de ces données fournit des clefs indispensables pour la compréhension de la fonction de H2A.Z chez F. graminearum. De plus cette analyse globale permet également de mettre en évidence le rôle majeur de la composante épigénétique dans le développement et la production de métabolites secondaire chez F. graminearum.