DIF CHAPITRE 1 Flashcards
c’est quoi la théorie pré-formiste? qui a inventé l’épigénèse et la différenciation
= organisme entier pré-formé dans une des 2 gamètes
- artistote s’opposait et a inventé l’épigénèse et la différenciation
quelle partie de la cellule souche contient l’information du caractère souche
= le cytoplasme contient tous les éléments nécessaire pour induire le caractère souche d’une cellule
- même si le noyau d’une cellule déjà différenciée est introduit
qui invente l’épigénétique
= waddington, qui relie embryologie et génétique, pour étudier les relations de cause à effet entre gène et leur produits
c’est quoi le paysage épigénétique?
= détermine la destinée de la cellule en fonction de l’expression de tel ou tel gène
- représenté par une montagne avec des vallées
que se passe t’il génétiquement pour le zygote
= multiplication avec un déméthylation globale de l’ADN
- deviennent pluripotentes = cellules souches embryonnaires
vers quelles lignées les cellules souches embryonnaires peuvent se diriger
- lignée ectodermique = épiderme, SN
- lignée endodermique = tube digestif
- lignée mésodermique = muscles, squelettes, vaisseaux
que se passe t’il comme modification épigénétiques au cours de la différenciation
= modification épigénétique comme l’inactivation de l’X ou la répression des gènes cibles des protéines polycomb
c’est quoi les polycomb?
= facteurs chromatiniens permettant la répression des gènes cibles surtout pendant le développement
c’est quoi le cocktail de yamanaka
= ensemble de TF (Oct4, Sox2, KLF4, cMyc) permettant de dédifférencier des cellules
c’est quoi la totipotence?
= cellule souche pouvant donner naissance à tous les types cellulaires et les tissu extra-embryonnaires (sac vitellin et placenta)
c’est quoi la pluripotence?
= cellules souuches pouvant donner naissance à tous les types cellulaire dans les 3 couches : endo, méso, ectoderme
c’est quoi la multipotence
= cellule soushce pouvant donner naissance à plusieurs types cellulaire dans une lignée donnée
en quoi l’utilisation de cellules totipotentes et pluripotentes posent problèmes?
= problèmes éthique mais facile à isoler et à faire pousser
quelle est la morphologie du blastocyste
- épiblaste = cellules pluripotentes
- endoderme primitif ou hypoblaste
- trophectoderme = couche externe
comment se forme le blastocyste
- divisions successives des blastomères (premières cellules)
- 1ère spécification = séparation en trophectoderme et masse cellulaire interne
- 2e spécification = formation de l’épiblaste et de l’endoderme primitif à partir de la masse cellulaire interne
- gastrulation = s’implante dans la cavité utérine via le trophectoderme (fusionne avec), l’épiblaste formera ensuite l’embryon
quels sont les TF activés pour les différentes lignées cellulaires du blastocyste
- trophectoderme = Cdx2
- endoderme primitif = Gata6
- épiblaste = Oct3/4
c’est quoi les PGC
= primordial germ cell qui sont les cellules progénitrices à l’origine des gamètes de l’organisme de la génération suivante
- ovocytes et spermatozoides de l’embryon
de quelles cellules dérivent les PGC
= des cellules de l’épiblaste
fonction des PGC
= créent les futures cellules reproductrices
- migrent pour coloniser les gonades en formation
comment est initiée la formation des PGC
= par la voie BMP/Wnt induite par des signaux extracellulaire
- pendant la gastrulation
fonction de BMP4 et Wnt3
- BMP4 = induit la différenciation en PGC
- Wnt3 = renforce la compétence des cellules épiblastiques à répondre aux BMP
conséquence génétiques de la spécification par BMP
= activation de certains facteurs de transcriptions pemettant la différenciation
- Blimp1, Stella, Prdm14
rôle de Prdm14
= efface le profil épigénétique de la cellule somatique pour lui donner un destin de cellule germinale
que se passe t’il après la spécification
= colonisation de la crête génitale
que se passe t’il pendant la migration (4)
- répression du programme épigénétique des gènes somatiques
- déméthylation de l’ADN genome wide
- modifications d’histone = réduit les marques d’hétérochromatine
- mise en place des empreinte génétique = maternelle ou paternelle
que se passe t’il après la colonisation des crêtes génitales
= mitose, méiose et différenciation en gonocytes mâle et femelle
- cellules sexuelles précurseurs
quelle est la destinée des gonocytes?
= rentrent plus tard en spermatogénèse où la dernière phase est appelée spermiogénèse pour donner des spermatozoides fonctionnels
comment se passe génétiquement la spermiogénèse ? compaction
= compaction du génome par le remplacement des histones par des protamines
- forme des toroides en forme de donuts
c’est quoi les protamines? liaisons
= protéines basiques riche en Arg se liant à l’ADN via sa polarité positive, et créé des ponts disulfures via ses résidus cystéines
comment est l’ADN inter-toroide
= toujours lié aux histones
rôle des toroides
= permet d’optimiser la place dans le spermatozoide
comment se passe l’ovogénèse
- naissance = contient tous les ovocytes de sa vie stoppé en M1
- puberté = stoppé en M2 ayant expulé un globule polaire
- fécondation = expulse le 2e globule polaire et fusion des cellules
en quoi l’ovocyte est un réservoir d’ARNm et protéine maternelle
= 12j avant l’ovulation, les ovocytes deviennent quiescents transcriptionnellement
- utilise les ressources de la mère
c’est quoi l’OET oocyte to embryo transition
= transition entre l’utilisation des protéines maternelles par l’embryon à une activation progressive du génome du zygote
quels sont les procesuss clés de l’OET
- début décondensation du pronucleus mâle
- mise en places de fuseaux mitotiques
- dégradation des ARNm maternels
c’est quoi le ZGA? quelle phase
= l’activation transcriptionnelle du génome zygotique prenant le relais suite aux réserves maternelles
- se fait pendant la phase S
c’est quoi la ZGA mineure
= au stade unicellulaire, c’est l’apparition des premiers transcrits zygotiques en faible quantité
comment se passe la ZGA mineure
= début de la reprogrammation épigénétique
- méthylation, décondensation des pronucleus
- les cellules rentrent en réplication
c’est quoi la ZGA majeure? causé par quoi?
= transcription massive et spécifique de milliers de gènes contrôlant le développement
- lié à des modification épigénétiques
quels sont les mécanismes généraux de la ZGA
- décondensation du pronucleus mâle
- activation de la machinerie transcriptionnelle = polymérase, enhancer
- facteurs de transcription
comment se décondense le pronucleus mâle
= remplacement des protamines par les histones maternelles
- permet l’accès pour la transcription
quelle est la finalité de la ZGA
= établissement de la totipotence des cellules pour donner toutes les lignées cellulaires
c’est quoi le RNAseq
= techniques permettant de localiser les gènes correspondant aux ARNm
en quoi un RNAseq permet de mettre en évidence la transition OET? état transcriptionnel au stade 2 celluels
- diminution des ARNm maternels
- transcription non spécifique de même intensité même dans les régions intergéniques au stade 2 cellules
c’est quoi les nuclear speckles
= composants de la machinerie d’épissage se positionnant autour des sites de transcription
- mise en place dans le zygote 2 cellues
c’est quoi l’épigénétique ?
= changement héritable dans l’expression des gènes qui se produisent sans alterations de la séquence ADN
à quoi sont dû les changement héritables de l’expression des gène
- modification de méthylation de l’ADN
- modifications d’histones
- régulation par des ARNnc (mi, si piRNA)
de quoi dépends les modifications? temporalité
= dépends du stade de différenciation des cellules
de quoi est composé le génome humain (répartition)
= génome répartie en 1/3 d’ADN, 1/3 d’histone, 1/3 de protéines non histone et ARNs
c’est quoi une histone canonique, majeure ou conventionnelle
= histone de coeur comportement un domaine histone fold où leur gène sont exprimé seulement en phase S
comment sont organisés les gènes des histones canoniqueq? régulation
= organisés en cluster, les gènes sont co-linéaires (à la suite) appartenant à la même famille souvent pouvant être co-régulé
comment sont les gènes des histones canonique? structuration ARNm
- un seul exon = pas d’épissage
- pas de queue polyA = extrémité tige-boucle (stem loop) protégé par la SLBP stem loop binding protein
pour quel histone il existe des variants
= H2A, H2B, H3
- H4 est tout le temps présent en canonique
comment sont les gènes des variants d’histone
= gène classiques ayant une seule copie et dont l’expression n’est pas restrainte à phase S
c’est quoi les variants H3.3 et CenH3
- H3.3 = intégré au niveau des régions transcriptionnellement actives
- CenH3 = au niveau des régions centromérique
- présence d’histone spécifique aux gamètes
que se passe t’il lors du changement de chromatine à toroide
= changement d’histone canonique en histone spécifique des testticules
comment et où se font les méthylation de l’ADN
= ajout d’un méthyl sur une cytosine via les DNMT, dans le contexte CpG (5’-CG-3’)
- souvent dans les ilôts CpG
rôle DNMT1 et DNMT3a et b
- DNMT1 = maintien du profil de méthylation au cours de la réplication
-DNMT3a et b = méthylation de novo
en quoi les CpG diminuent
= les 5mC peuvent se transformer en thymine par désamination
- 4% en théorie de CpG mais 1% en réalité
quels sont les rôles des méthylations
- méthylation importante dans les régions autres que les ilôts CpG
- promoteur d’un gène méthylé est associé à une répression = les MBD méthyl binding protein permettent le recrutement des HMT pour fermer la chromatine
fonctionnement des DNMT3 au promoteur des gènes
= la H3K4me3 bloque l’activité des DNMT où sans méthylation de l’histone, les DNMT3 fixent la lysine et permet la méthylatino de l’ADN
fonctionnement des DNMT3 dans les gènes
= la marqie H3K36me3 est reconnue par les DNMT et méthyl un gène transcriptionnellement actif
c’est quoi le PCNA
= proliferating cell nuclear antigen qui permet le bon fonctionnement des polymérase sur le brin tardif
en quoi le PCNA est utile pour le DNMT
= plateforme de régulation pour DNMT1, qui est recrutée par UHRF1
rôle de URHF1
= co-facteur de DNMT1 qui reconnaît les hémi)méthylatoins
- méthylation seulement sur le brin parental
comment se passe la déméthylation passive des cytosines
= les cellules en divisions où DNMT1 est inactif, on perds la méthylation au fur et à mesure
comment se passe la déméthylation active
- enzymes TET oxydent la méthylcytosine en oxycytosines
- intermédiaires sont reconnus comme mésappariement par les TDG et clivé
- forme un site abasique remplacé par une cytosine
en quoi les 5hmC sont des marques d’ancienne méthylation
= méthylcytosine en cours de déméthylation
rôle de l’acétylation sur les histones
= sur les lysines pour ouvrir la chromatine
- writer = HAT
- eraser = HDAC
rôle de la méthylation sur les histones
= sur Lys pour ouvrir ou fermer, sur Arg pour ouvrir
- writer = HMT
- eraser = histone déméthylase
rôle de la marque K4me2/3
= ouverture
rôle de marque K9me2/3
= fermeture en hétérochromatine constitutive
rôle de la marque K27me3
= fermeture en hétérochromatine facultative
- notamment les polycomb
rôle de l’ubiquitination des histone
= sur les Lys pour notamment l’inactivation de l’X
- writer = E3/E4 ligage
c’est quoi les polycomb
= les cellules souches embryonnaires possèdent des TF permettant la répression des promoteurs de lignage (différenciation)
à quoi sont associés les gènes de lignage
= associé à des marques K27me3 soit de l’HC facultative
- déméthylation lors de la différenciation
comment se passe la déméthylation des gènes de lignage lors de la différenciation
- déméthylation inhibitrice des gènes de pluripotence
- déméthylation activatrice des gènes concerné par le lignage donné
c’est quoi les PRC
= polycomb repressive complex, où PRX (?) active PRC2 qui dépose une marque K27me3 sur la chromatine
- PRC1 reconnaît, condense la chromatine et forme le PRC
au stade de pluripotence, quel est le rôle des méthylation
= le génome est entièrement méthylé de façon à exprimer seulement les gènes de pluripotence
quels sont les 2 fenêtres de reprogrammation du génoem
- pendant la gamétogénèse, méthylaton de novo
- pendant l’embryon pré-implatatoire, déméthylation post fécondation
à quoi sert la déméthylation post-fécondation? stade
= du stade 8 cellules jusqu’au blastocyste
- permet la spécification
c’est quoi le modèle 2CLC? marqueur
= lignée de cellules de types zygote 2 cellules
- marqueurs de ces cellules = présence de rétrotransposons
pourquoi on parle de compaction de l’embryon pré-implantatoire
= l’embyron se divise mais n’augmente pas en taille
- pendant la formation de la morula
quels sont les TF acteurs de la première spécification du zygote
- périph donnant le trophectoderme = Cdx2, voie Hippo inactive
- au centre donnant la masse cellulaire interne = Oct4, voie Hippo active
par quels TF se passe la deuxième spécification du zygote
- MCI donnant l’épiblaste = Nanog
- MCI donnant l’endoderme primitif (ou hypoblaste) = Gata6
comment s’organisent les cellules épiblastique et hypoblastique
= se spécialisent sans organisation particulière, puis on a un sorting/triage pour donner l’endoderme primitif vers l’intérieur de la cellule, à l’interface
dans la premiere spécification, où sont présents Oct4 et Cdx2
= dans toutes les cellules, seulement un TF prends le dessus sur un autre, donnant la spécialisation
comment fonctionne la voie Hippo
- voie Hippo inactive = Yap/Tead non phospho, active la transcrption de Cdx2 qui est favorisé
- voie Hippo active = Yap/Tead phosphorylé retenus dans le cytoplasme, ne transcrivent pas Cdx2 et favorise Oct4
comment se co-régule Cdx2 et Oct4
- voie Hippo active = Oct4 favorisé et inhibe Cdx2
- voie HIppo inactive = Cdx2 favorisé et inhibe Oct4
comment se passe la 2e spécification
- épiblastiques = Nanog et Oct4 permettent la transcription d’un facteur de croissance FGF4
- hypoblastique = exprime le récepteur FGF4-R, active la voie Mek qui inhibe Nanog favorisant Gata6
comment se passe la 2e spécification pour les cellules épiblastiques
= Nanog est + présent que Gata6, l’inhibant
- favorise la synthèse de FGF4 transmis en paracrine
comment se passe la 2e spécification pour les cellules hypoblastiques
= Gata6 + présent que Nanog, l’inhibant
- favorise la synthèse de FGF-R, activant la voie Mek (= ERK) inhibant encore plus Nanog
que se passe t’il en KO Nanog ou KO Gata6
- KO nanog = favorise Gata6 donc toutes les cellules sont hypoblatiques
- KO gata6 = favorise Nanog donc toutes les cellules sont épiblastiques
rôle des rétrovirus dans la spécifications
= l’activité des rétrovirus endogène ERV influe sur la potentialité des cellules
compo des rétrotransposins
= possède des LTR en 3 et 5’ pour la transposiiton
- la plupart sont solaire (pas autour de gènes)
c’est quoi les MERVL
= murine ERV, soit une famille de rétrovirus de classe I
- les ERV exprimé au stade pluripotent 2 cellules jusqu’au stade 4 cellules
rôle des ERV
= peuvent agir comme régulateur transcriptionnel dans l’activation du génome et la totipotence
- possèdent des LINEs
c’est quoi les facteurs pionniers
= TF ouvrant la chromatine dans des régions même condensées permettant l’activation de gènes de pluripotence
rôle des facteurs pionnier
= ouvre les séquences permettant de découvrir des promoteurs alternatifs, notamment les MERVL
c’est quoi Dux
= facteur pionnier se fixant sur les MERVL, ouvrant la chromatine pour transcrire des ARNm de la ZGA mineure
quel est le fonctionnement de Dux/ZFP352
- début 2 cellules = Dux concentré dans la cellule se lie à ZFP352 peu présent pour initier la ZGA, transcrit ZFP352
- fin 2 cellules = Dux n’est plus présent, ZFP352 se lie à des promoteurs et permet de terminer la ZGA et d’initier les division
comment est régulé Dux
= favoriserait sa propre expression puis diminurait progressivement
quel % des CpG sont méthylés pour les spermato et les ovocyte
- spermato = 80% des CpG méthylés
- ovocytes = 40%
que se passe t’il pendant la migration des PGC
= effacement du profil épigénétique d’origine somatique pour permettre un ré-établissement du profil génétique
- déméthylation genom wide
- empreintes parentales effacées
quels sont les 2 vagues de déméthylations lors de la migration des PGC? % de déméthylation
- vague 1 = déméthylation passive (70% -> 30%)
- vague 2 = déméthylation active (30% -> 3%)
à quoi est dû la déméthylation passive de la vague1
= défaut d’expression de URHF1, qui détecte les hémiméthylations et recrute DNMT1
- DNMT1 ne se fixe pas aux PCNA et ne maintien pas la méthylation
marqueur de la vague 1
= Stella pouvant être marqué à la GFP
- on peut ainsi purifier les PGC vague 1 par cyto
comment se fait la déméthylation active?
= surexpression de TET1 et TET2 diminuant ainsi le nombre de 5mC, progressivement en 5hmC puis cytosine non méthylée
marqueur des PGC de vague2
= TG1 pouvant être marqué à la GFP
quels gènes sont concernés par la déméthylation lors de la migration des PGC
= tous les gènes + gènes soumis à empreinte parentale
- que partiellement pour les séquences répétées = IAP, LINEs
c’est quoi les IAP
= ERV de classe 2
que se passe t’il pendant la gamétogénèse? quand ça se passe en fonction du sexe?
= reprogrammation du profil génétique des anciens PGC à des moments différents selon le sexe
- plus tôt pour les spermatozoides
- après la naissance pour l’ovocytes primaire (puberté)
comment est l’épigénome de l’ovocyte?
= les méthylations sont présentes uniquement dans les régions transcrites (corps de gènes) via une HAT, la protéine SETD2
à quoi correspondent les focis de PCNA dans le noyau
= focis de réplication où URHF1 et DNMT1 sont condensés pour maintenir le profil de méthylation
quel rôle a SETD2?
= dépose une marque H3K36me3 qui recrute DNMT3A et des piRNA pour condenser la chromatine
que se passe t’il dans l’embryon pré-implantatoire
= les cellules sont unipotentes donc nécessité de reprogrammation l’embryon précoce pour donner des cellules pluripotentes
comment se fait la reprogrammation de l’embron péri-implantatoire
= déméthylation entière du génome sauf pour certains éléments transposables et les gènes soumis à empreinte parentale
comment la reprogrammation péri-implantatoire dans l’ovocyte
= déméthylation passive progressive
comment se passe la reprogrammation péri-implantatoire chez le spermatozoide
= déméthylation active par TET3
comment les régions soumises à empreintes sont protégées dans le pronucleus maternel
= Stella permet de protéger des déméthylations
chez quels organismes sont présents les empreintes parentales? proportion
= chez les mammifères, où dans la plupart des gènes les 2 allèles sont exprimés
c’est quoi une empreinte parentale
= seul un allèle parentale est exprimé et l’autre est réprimé
- une empreinte maternelle donnera des allèles inactifs à ses filles mais actif à ses fils
comment a été mis en évidence les gènes soumis à empreinte
= introduction de pronucleus de 2 cellules différentes, ayant des pertes de fonctions
- les 2 allèles contrôlant cette fonctions sont inactifs car soumis à empreinte
dans quoi sont impliqués les gènes soumis à empreinte
- développement du tissu placentaire par les gènes paternels
- répression croissance par les gènes maternel
c’est quoi les ICR ?
= régions de contrôle de l’empreinte permettant l’organisation de l’expression d’un cluster de gènes soumis à empreintes
quels gènes sont exprimés en fonction de l’empreinte
= en fonction de la méthylation, expression de soit
- des gènes codants
- des gènes non codants
quelles sont les 4 propriétés des empreintes parentales?
- permet d’influencer la transcription
- marque conservée dans les cellules somatiques
- mis en place pendant la gamétogénèse
- présence d’un mécanisme d’effacement de la marque pour les PGC
combien de régions ICR sous empreinte paternelle et maternelle et où ?
- 22 ICR soumis à empreintes maternelle = dans les promoteurs de gènes
- 3 ICR “ paternel = dans les régions intergéniques
c’est quoi l’ICR de type insulateur
- non méthylé = insulateurs CTCF se fixe et transcrit des gènes long non codants
- méthylé = expression des gènes codants
c’est quoi l’ICR de type Airn
- chez la mère (méthylé) = Airn pas transcrit et permet l’expression des gènes codants
- chez le père (non méthylé) : transcrit Airn qui permet de bloquer les gènes codants
c’est quoi Airn?
= ARN long non codant inhibant les gènes codants
- l’ICR est dans le promoteur du gène Airn = quand méthylé il est pas trancrit
quand se fait l’inactivation du X
= entre le stade 4 et 8 cellules pour le chromosome paternel
- XCI = x chromosome inactivation
que se passe t’il au niveau du X pour le trophectoderme et endoderme primitif
= le X paternel reste inactif
que se passe t’il au niveau du X pour l’endoderme
= réactivation des 2 chromosomes X pour être inactivés plus tard
comment se fait l’inactivation du X
= on a un coating du chromosome par les protéines Xist
- accumulation dans le territoire chromosomique du X
comment l’activation des 2 X dans l’endoderme est gardé ?
= la transcription de Tsix permet d’empêcher Xist de créer le coating
quelle est la conditons pour la répression de l’X
= il faut qu’il y ai 2 régions Xic dans la même cellule
comment se passe l’inactivatoin de l’X paternel
= Xist est exprimé à partir du chromosome paternel et va pouvoir l’inactiver
comment ça se fait que l’X maternel n’exprime pas Xist
= le gène Xist maternel est présent dans les domaines polycomb et n’est pas exprimé
comment est conservée l’activation des 2 X dans les cellules pluripotentes
= Rex1 peut se lier à Xist et permet de conserver la pluripotence des cellules
- Rex1 est inhibé pour l’inactivation
