Analyse spatiotemporelle des enzymes de déméthylation de l`adn et

ANALYSE SPATIOTEMPORELLE DES ENZYMES
DE DÉMÉTHYLATION DE L’ADN ET DES
HISTONES DANS L’EMBRYON BOVIN
Mémoire
FLORENCE PAGÉ-LARIVIÈRE
Maîtrise en biologie cellulaire et moléculaire
Maître ès sciences (M.Sc.)
Québec, Canada
© Florence Pagé-Larivière, 2013

iii
Résumé
Chez les mammifères, le passage d’une génération à une autre nécessite la
reprogrammation du génome. Cette reprogrammation nécessite la déméthylation de l’ADN
parternel et maternel ainsi que celle des lysines des histones suite à la fécondation. Des
familles d’enzymes ont récemment été associées à ces processus : les déaminases,
notamment Aicda (activation-induced cytosine deaminase), et les Tet (Ten-eleven
translocation) désoxygénase, Tet1, Tet2 et Tet3. Plusieurs déméthylases des lysines des
histones (KDM) ont été identifiées au cours des dernières années mais très peu
d’informations sont disponibles à leur sujet, particulièrement en ce qui a trait à l’embryon
bovin. Notre étude s’est attardée à dresser un profil d’expression spatiotemporel de ces
familles d’enzymes lors des différents stades embryonnaires précoces chez la vache. Nous
suggérons que Tet3 participe activement à la déméthylation de l’ADN, possiblement assisté
par Tet2, mais sans Tet1 ni Aicda. Nous montrons également que KDM3A, KDM4A,
KDM4C et KDM5B sont présents à des stades et à des endroits précis de l’embryon
suggérant ainsi un rôle dans certains processus clés du développement embryonnaire. Ces
informations ouvrent la voie à de nouvelles recherches afin de comprendre les
modifications de l’épigénome et de réduire les anomalies épigénétiques rencontrées chez
les animaux issus de certains protocoles de reproduction assistée.

iv

v
Abstract
In mammals, the transition from one generation to the next requires genomic
reprogramming. Such epigenetic change is mediated by paternal and maternal DNA
demethylation as well as histone lysines demethylation after fertilization, which is a poorly
understood process. Some family of enzymes have recently been associated to those
process: the deaminases, like Aicda (activation-induced cytosine deaminase), and Tet (Ten-
eleven translocation) dioxygenases, Tet1, Tet2 and Tet3. Many lysine specific histone
demethylases (KDM) have been identified in the past few years but little is known about
their roles in mammalian embryo. The objective of this study was to develop of a
spatiotemporal expression profile of those proteins at different preimplantation stage of
bovine embryo. We suggest an active participation of Tet3 in DNA methylation, possibly
supported by Tet2 but without Tet1 or Aicda. We also demonstrate the presence and
specific localization of KDM3A, KDM4A, KDM4C and KDM5B which may suggest a
role during the different embryonic stages. This information opens up the possibilities for
further research in order to reduce epigenetic abnormalities associated to assisted
reproduction technologies.