E2F6 initiates stable epigenetic silencing of germline genes during embryonic development.

In mouse development, long-term silencing by CpG island DNA methylation is specifically targeted to germline genes; however, the molecular mechanisms of this specificity remain unclear. Here, we demonstrate that the transcription factor E2F6, a member of the polycomb repressive complex 1.6 (PRC1.6), is critical to target and initiate epigenetic silencing at germline genes in early embryogenesis. Genome-wide, E2F6 binds preferentially to CpG islands in embryonic cells. E2F6 cooperates with MGA to silence a subgroup of germline genes in mouse embryonic stem cells and in embryos, a function that critically depends on the E2F6 marked box domain. Inactivation of E2f6 leads to a failure to deposit CpG island DNA methylation at these genes during implantation. Furthermore, E2F6 is required to initiate epigenetic silencing in early embryonic cells but becomes dispensable for the maintenance in differentiated cells. Our findings elucidate the mechanisms of epigenetic targeting of germline genes and provide a paradigm for how transient repression signals by DNA-binding factors in early embryonic cells are translated into long-term epigenetic silencing during mouse development

Méthylation de l'ADN : fonctions et ciblage au cours du développement chez la souris

Cytosine methylation is an epigenetic modification catalyzed by the family of DNA methyltransferases (DNMTs). This modification is involved in gene repression when it is addressed to CpG islands in gene promoters. Global DNA methylation reprogramming occurs in mice during the early phases of embryogenesis, which is critical for proper embryo development. However, the contribution of different DNMTs in genome methylation and the mechanisms that target DNA methylation to specific genes during embryonic development are poorly understood. By combining genomic mapping with genetically modified mouse lines, my Thesis work clarified the contribution of the different DNMTs in genome methylation in the embryo: DNMT3A and DNMT3B are strictly involved in de novo methylation, and DNMT1 is strictly involved in the maintenance of DNA methylation during cellular divisions. In addition, the analysis of globally demethylated embryos revealed numerous functions of DNA methylation in maintaining the transcriptomic intergrity of the embryo by repressing germline genes, developmental genes, cryptic promoters as well as a large panel of transposons. In the second part of my Thesis, I studied the role of the E2F6 transcription factor in the targeting of DNA methylation in vivo in mice. My results demonstrate that E2F6 facilitates the acquisition of DNA methylation in the promoters of germline genes and is required to initiate their long-term epigenetic silencing during embryogenesis. Collectively, this work contributes to a better understanding of the functions and targeting mechanisms of DNA methylation during mammalian embryogenesis.La méthylation des cytosines est une modification épigénétique catalysée par la famille des ADN méthyltransférases (DNMTs). C’est une marque répressive lorsqu’elle est adressée sur les îlots CpG des promoteurs de gènes. Le développement embryonnaire murin est caractérisé par une reprogrammation de la méthylation de l’ADN qui est critique pour le développement de l’embryon. Cependant, la contribution des différentes DNMTs dans la méthylation du génome ainsi que les mécanismes qui ciblent la méthylation de l'ADN vers certains gènes durant le développement embryonnaires sont mal connus. En combinant des approches de cartographie génomique avec des lignées génétiquement modifiées de souris, mes travaux de Thèse ont permis de clarifier la contribution des différentes DNMTs dans la méthylation du génome dans l’embryon : DNMT3A et DNMT3B sont strictement impliqués dans la méthylation de novo, et DNMT1 est strictement impliqué dans son maintien au cours des divisions cellulaires. De plus, l’analyse d’embryons globalement déméthylés a révélé de nombreuses fonctions de la méthylation de l’ADN dans le maintien de l'intégrité transcriptomique de l'embryon en réprimant des gènes gamétiques, des gènes du développement, des promoteurs cryptiques ainsi qu’un large panel de transposons. Dans un deuxième temps, j’ai étudié le rôle du facteur de transcription E2F6 dans le ciblage de la méthylation de l'ADN in vivo chez la souris. Mes résultats démontrent que E2F6 facilite l’acquisition de la méthylation de l’ADN au niveau du promoteurs des gènes gamétiques et est nécessaire pour initier leur répression à long terme au cours de l'embryogenèse. Dans leur ensemble, ces travaux contribuent à mieux comprendre les fonctions et mécanismes de ciblage de la méthylation de l'ADN au cours de l'embryogenèse des mammifères

DNA methylation : functions and recruitment during mouse development.

La méthylation des cytosines est une modification épigénétique catalysée par la famille des ADN méthyltransférases (DNMTs). C’est une marque répressive lorsqu’elle est adressée sur les îlots CpG des promoteurs de gènes. Le développement embryonnaire murin est caractérisé par une reprogrammation de la méthylation de l’ADN qui est critique pour le développement de l’embryon. Cependant, la contribution des différentes DNMTs dans la méthylation du génome ainsi que les mécanismes qui ciblent la méthylation de l'ADN vers certains gènes durant le développement embryonnaires sont mal connus. En combinant des approches de cartographie génomique avec des lignées génétiquement modifiées de souris, mes travaux de Thèse ont permis de clarifier la contribution des différentes DNMTs dans la méthylation du génome dans l’embryon : DNMT3A et DNMT3B sont strictement impliqués dans la méthylation de novo, et DNMT1 est strictement impliqué dans son maintien au cours des divisions cellulaires. De plus, l’analyse d’embryons globalement déméthylés a révélé de nombreuses fonctions de la méthylation de l’ADN dans le maintien de l'intégrité transcriptomique de l'embryon en réprimant des gènes gamétiques, des gènes du développement, des promoteurs cryptiques ainsi qu’un large panel de transposons. Dans un deuxième temps, j’ai étudié le rôle du facteur de transcription E2F6 dans le ciblage de la méthylation de l'ADN in vivo chez la souris. Mes résultats démontrent que E2F6 facilite l’acquisition de la méthylation de l’ADN au niveau du promoteurs des gènes gamétiques et est nécessaire pour initier leur répression à long terme au cours de l'embryogenèse. Dans leur ensemble, ces travaux contribuent à mieux comprendre les fonctions et mécanismes de ciblage de la méthylation de l'ADN au cours de l'embryogenèse des mammifères.Cytosine methylation is an epigenetic modification catalyzed by the family of DNA methyltransferases (DNMTs). This modification is involved in gene repression when it is addressed to CpG islands in gene promoters. Global DNA methylation reprogramming occurs in mice during the early phases of embryogenesis, which is critical for proper embryo development. However, the contribution of different DNMTs in genome methylation and the mechanisms that target DNA methylation to specific genes during embryonic development are poorly understood. By combining genomic mapping with genetically modified mouse lines, my Thesis work clarified the contribution of the different DNMTs in genome methylation in the embryo: DNMT3A and DNMT3B are strictly involved in de novo methylation, and DNMT1 is strictly involved in the maintenance of DNA methylation during cellular divisions. In addition, the analysis of globally demethylated embryos revealed numerous functions of DNA methylation in maintaining the transcriptomic intergrity of the embryo by repressing germline genes, developmental genes, cryptic promoters as well as a large panel of transposons.\u2028 In the second part of my Thesis, I studied the role of the E2F6 transcription factor in the targeting of DNA methylation in vivo in mice. My results demonstrate that E2F6 facilitates the acquisition of DNA methylation in the promoters of germline genes and is required to initiate their long-term epigenetic silencing during embryogenesis. Collectively, this work contributes to a better understanding of the functions and targeting mechanisms of DNA methylation during mammalian embryogenesis

ZBTB24 is a conserved multifaceted transcription factor at genes and centromeres that governs the DNA methylation state and expression of satellite repeats

Since its discovery as an Immunodeficiency with Centromeric instability and Facial anomalies syndrome-causative gene, ZBTB24 has emerged as a key player in DNA methylation, immunity and development. By extensively analyzing ZBTB24 genomic functions in ICF-relevant mouse and human cellular models, we revealed here its multiple facets as a transcription factor, with key roles in immune response-related genes expression and also in early embryonic development. Using a constitutive Zbtb24 ICF-like mutant and an auxin-inducible degron system in mouse embryonic stem cells, we showed that ZBTB24 is recruited to centromeric satellite DNA where it is required to establish the correct DNA methylation patterns through the recruitment of DNMT3B. Thus, our results further revealed an essential role for ZBTB24 at human and mouse centromeric satellite arrays, as a transcriptional repressor. Together, we unveiled unprecedented functions of ZBTB24 at human and mouse centromeres by directly controlling DNA methylation and transcription of the underlying tandem satellite repeats

Genome-wide analysis in the mouse embryo reveals the importance of DNA methylation for transcription integrity

DNA methyltrasferases play important role during mouse embryo development. Here the authors reveal the consequences of genetic inactivation of Dnmt1, Dnmt3a and Dnmt3b on the methylome and transcriptome of mouse embryos genome-wide