Déterminants de la carte génétique

Le rôle-clé de la spécification des sites de recombinaison méiotique

What defines the genetic map?

The specification of meiotic recombination sites

¹ Institut de génétique humaine, UPR1142/CNRS, 141, rue de la Cardonille, 34396 Montpellier Cedex 5, France
² Dynamique des chromosomes et recombinaison, Institut Curie/Centre de recherche, UMR 218, Pavillon Pasteur, 26, rue d’Ulm, 75248 Paris Cedex 05, France

^* valerie.borde@curie.fr
^** bernard.de-massy@igh.cnrs.fr

Résumé

Les événements d’échanges réciproques entre chromosomes, ou crossing-over, qui se produisent lors de la méiose et qui définissent la carte génétique ne sont pas distribués de manière aléatoire dans le génome. Des données récentes chez les levures et chez les mammifères révèlent différents mécanismes impliqués dans cette distribution et mettant en jeu des modifications post-traductionnelles d’histones en des sites précis du génome, appelés points chauds de recombinaison. Ces sites sont certains promoteurs de transcription chez S. cerevisiae ou des sites de fixation de facteurs de transcription chez S. pombe, où des activités de modification de la chromatine sont recrutées. Chez les mammifères, la majorité des points chauds correspondent à des régions qui contiennent des séquences d’ADN reconnues par la protéine PRDM9 (PR domain zinc finger protein 9) qui possède une activité de triméthylation sur la lysine 4 de l’histone H3. Cette modification, ou d’autres qui lui sont associées, permettent de manière directe ou indirecte le recrutement des protéines impliquées dans la formation des cassures double brin qui déclenchent la recombinaison méiotique.

Abstract

During meiosis, homologous reciprocal recombination events or crossing-over determine the genetic map and are known not to be randomly distributed in the genome. Recent studies in yeasts and mammals reveal some key features of the molecular mechanism involved in this distribution. Through different molecular processes, specific histone post-translational modifications are induced at specific genomic sites, called hotspots, where initiation of meiotic recombination takes place. These sites are some transcription promoters in S. cerevisiae or binding sites for transcription factors in S. pombe, where chromatin modifiers are recruited. In mammals, the sites are DNA sequences recognized by the PRDM9 protein which has the ability both to bind DNA and to induce the trimethylation of the lysine 4 of histone H3. The properties of the chromatin at these sites, and potentially the binding of additional factors, allow the recruitment of proteins involved in the formation of DNA double strand breaks that initiate meiotic recombination.