Elucidating the crosstalk between condensin subunits and its relevance in chromosome condensation

Abstract

ADN subit une série de transformations structurelles complexes au cours de la division cellulaire, ce qui entraîne dans son compactage chromosomes mitotiques par un processus appelé la condensation des chromosomes. Le complexe de condensine pentamérique est fortement impliqué comme un effecteur majeur de ce phénomène. Il s'agit d'un complexe protéine de sous-unités multiples avec deux sous-unités catalytiques [SMC- Structural Maintenance of Chromosomes] et de trois sous-unités de régulation, hautement conservés de la levure à l'homme. Le complexe de condensine dans Saccharomyces cerevisiae est constitué de deux sous-unités de SMC [Smc2 et Smc4] et trois protéines non réglementaires [Brn1, Ycs4, Ycg1]. Malgré son importance, le mécanisme d'action de condensine reste largement inconnu. Par conséquent, l'objectif de cette recherche est de comprendre le mécanisme d'action de condensine et comment elle est affectée par l'interaction entre ses sous-unités réglementaires et non-réglementaires. Cette thèse identifie quatre morphologies dépendants du cycle cellulaire distincts du locus d'ADNr. Cette transformation du phénotype ADNr de G1 à la mitose dépend condensine. Afin de déterminer le rôle de l'interaction entre les sous-unités catalytiques et réglementaires de condensine dans la régulation du complexe condensine, nous avons identifié six résidus positifs sur l'extrémité C-terminale de BRN1 qui affectent la formation du complexe condensine, l'activité de la condensation et l'interaction avec tubuline, ce qui suggère que ces résidus ont un rôle dans la régulation de condensine. Ensemble, nos résultats suggèrent un modèle de règlement du condensine par l'interaction entre les sous-unités de condensine.

DNA undergoes a series of complex structural transformations during cell division, resulting in its compaction into intact mitotic chromosomes called chromosome condensation. The pentameric condensin complex has been strongly implicated as a major effector of this phenomenon. It is a multi-subunit protein complex with two catalytic “Structural maintenance of chromosome” [SMC] subunits and three regulatory subunits, highly conserved from yeast to humans. The condensin complex in Saccharomyces cerevisiae is made up of two SMC subunits [Smc2 and Smc4] and three regulatory non-SMC proteins [Brn1, Ycs4, Ycg1]. Despite its importance, the mechanism of action of condensin remains largely unknown. Hence, the objective of this research is to understand the mechanism of action of condensin and how it is affected by interaction between its regulatory and non-regulatory sub-units. This thesis identifies four distinct cell cycle dependent morphologies of the rDNA locus. The transformation of the rDNA phenotype from G1 to mitosis is condensin dependent. In order to determine the role of the interaction between the catalytic and regulatory subunits of condensin in the regulation of the condensin complex, we have identified six positive residues on the C-terminus of Brn1 which affect complex formation, condensation activity and interaction with tubulin, suggesting that these residues have a role in condensin regulation. Together, our results suggest a model for condensin regulation by interaction between condensin subunits.