The Epigenetic regulation of Drosophila telomeres

Abstract

Drosophila telomere maintenance depends on the transposition of three specialized retrotransposons – HeT-A, TART and TAHRE (HTT). Controlling the activation and silencing of these elements is crucial to maintain telomere length homeostasis without compromising genomic instability. In this thesis, I have identified the role of different chromosomal proteins involved in creating the correct chromatin environment to achieve telomere length homeostasis and stability. JIL-1, together with HP1a and Z4, act as a boundary at the telomere-subtelomere frontier. The interplay of these proteins leads to an equilibrium in the activation/repression state of the telomere retrotransposons. Additionally, I have contributed to the finding that the HeT-A Gag protein is a key component targeting different protein complexes to the telomeres and guaranteeing genome stability. I have also been able to demonstrate that the Z4 partners DREF, TRF2 and KEN are also involved in the silencing of HTT, probably by mediating chromatin remodeling. Finally, I have identified a special subtelomere domain at the 4R telomere with different chromatin characteristics and demonstrated that SETDB1, HP1a and POF are involved in the regulation of the telomeric retrotransposons in the 4th chromosome. These results provide important insights to better understand how in Drosophila the telomere retrotransposons are orchestrated to achieve a telomere function analogous to telomerase telomeres in other eukaryotes.

El manteniment dels telòmers de Drosophila depèn de la transposició especialitzada de tres retrotransposons, HeT-A, TART i TAHRE (HTT). El control de l’activació i la repressió d’aquests elements és crucial a l’hora de mantenir la llargada telomèrica sense comprometre l’estabilitat genòmica. En aquesta tesi jo he pogut identificar el paper de diferents proteïnes cromosòmiques involucrades en crear un estat de la cromatina adient per mantenir la longitud i l’estabilitat telomèrica. JIL-1 juntament amb HP1a i Z4 ajuden a crear el llindar entre la frontera dels domini telomèric i subtelomèric. L’actuació conjunta d’aquestes proteïnes aconsegueix un estat d’equilibri activació/repressió dels retrotransposons telomèrics. A més a més, he contribuït a la descoberta de la implicació de la proteïna HeT-A Gag en el reclutament de diferents complexes proteics als telomèrs de Drosophila per poder garantir l’estabilitat telomèrica. També he pogut demostrar que altres membres dels complexes on participa Z4, com ara: DREF, TRF2 i KEN, estan també implicats en el silenciament dels retrotransposons telomèrics segurament per mitjà de la remodelació de la cromatina. Finalment he pogut demostrar que el domini subtelomèric del telòmer 4R, té una estructura cromatínica diferent a la resta dels dominis subtelomèrics dels altres cromosomes i he pogut demostrar que les proteïnes SETDB1, HP1a i POF estan implicades en la regulació de l’HTT del cromosoma 4. Els resultats d’aquesta tesi ajuden de manera substancial a comprendre com els retrotransposons telomèrics estan orquestrats per tal de poder fer una funció anàloga als telòmers de telomerasa en altres eucariotes.