Réciprocité entre transcription active et méthylation des histones

Reciprocity between active transcription and histone methylation

Université de Strasbourg, CNRS, IBMP UPR 2357, 67000 Strasbourg, France

Auteur correspondant : Alexandre Berr, alexandre.berr@ibmp-cnrs.unistra.fr

Reçu : 20 Décembre 2016

Résumé

Dans le noyau des cellules eucaryotes, les états chromatiniens dictés par les différentes combinaisons de modifications post-traductionnelles des histones, telle que la méthylation de résidus de lysine, font partie intégrante de la multitude d’épigénomes impliqués dans la régulation fine de toutes les fonctions du génome et en particulier de la transcription. Au cours de la dernière décennie, un nombre croissant de facteurs régulateurs de la mise en place, de la lecture ou encore de l’effacement de la méthylation de diverses lysines des histones ont été identifiés. Leur caractérisation dans des organismes modèles tels que Arabidopsis a ainsi permis de démontrer leurs rôles fondamentaux dans le contrôle et la régulation de processus développementaux essentiels comme la transition florale, la différenciation cellulaire, la gamétogenèse ou encore la réponse et/ou l’adaptation des plantes aux stress environnementaux. Nous concentrerons cette revue sur la méthylation des histones en tant que marque activatrice de transcription et nous chercherons à mettre en évidence à partir de résultats récents les liens plus ou moins directs entre cette marque et l’expression génique. Ainsi, nous discuterons des différents mécanismes permettant la dynamique et l’intégration des états chromatiniens résultant des différentes méthylations d’histone en connexion avec la machinerie transcriptionnelle de l’ARN polymérase II.

Abstract

In the nucleus of eukaryotic cells, the chromatin states dictated by the different combinations of histone post-translational modifications, such as the methylation of lysine residues, are an integral part of the multitude of epigenomes involved in the fine tuning of all genome functions, and in particular transcription. Over the last decade, an increasing number of factors have been identified as regulators involved in the establishment, reading or erasure of histone methylations. Their characterization in model organisms such as Arabidopsis has thus unraveled their fundamental roles in the control and regulation of essential developmental processes such as the floral transition, cell differentiation, gametogenesis, and/or the response/adaptation of plants to environmental stresses. In this review, we will focus on the methylation of histones functioning as a mark of activate transcription and we will try to highlight, based on recent findings, the more or less direct links between this mark and gene expression. Thus, we will discuss the different mechanisms allowing the dynamics and the integration of the chromatin states resulting from the different histone methylations in connection with the transcriptional machinery of the RNA polymerase II.