Study of the role of heat shock factor 1 in the development of Caenorhabditis elegans

Abstract

Le facteur de transcription Heat Shock Factor 1 (HSF-1) régule l expression des chaperonnes moléculaires en conditions de stress. HSF-1 joue aussi un rôle important dans la longévité et lors du développement. Cependant, les fondements moléculaires relatifs au rôle d HSF-1 en l absence de stress, restent à élucider, à savoir, en particulier, si HSF-1 régule directement des gènes différents des chaperonnes moléculaires. C. elegans possède un seul gène hsf-1 ubiquitaire, qui est essentiel au développement. En effet, les mutants nuls hsf-1 arrêtent leur développement larvaire et meurent. Notre but est de déterminer les cibles transcriptionnelles d HSF-1 au cours du développement, en utilisant deux approches complémentaires; une approche chromatine Immunoprécipitation (ChIP) pour identifier les sites de liaisons à HSF-1, et une approche RNA-seq sous ARN interférence (ARNi) pour hsf-1, afin de déterminer les changements transcriptionnels associés. Nos résultats de RNA-seq suggèrent que l ARNi hsf-1 génère un fort effet secondaire sur l expression globale des gènes. Des catégories fonctionnelles similaires de gènes sont dérégulées sous ARNi hsf-1 au cours du développement, comportant des gènes impliqués dans la longévité, la réponse au stress, et le métabolisme des lipides. L analyse ChIP, que nous sommes en train de mener, nous permettra de déterminer les cibles primaires d HSF-1. A cette fin, nous avons généré une insertion simple-copie hsf-1, fusionné à la gfp, par la technique MosSCI. HSF-1 est nucléaire et forme des granules après heat shock. En l absence de stress, HSF-1 forme des granules lors des divisions embryonnaires, suggérant un rôle lors des divisions mitotiques.Heat shock factor 1 (HSF-1) is the major transcription factor that regulates expression of molecular chaperones upon proteotoxic conditions. In addition, HSF-1 plays an important role in the absence of stress, in development and lifespan. However, the molecular basis for the role of HSF-1 without stress remains to be elucidated, and especially whether HSF-1 directly regulates non-chaperone genes. In C. elegans, a single ubiquitous hsf-1 has been identified. HSF-1 is essential for nematode development, such that hsf-1 null mutants arrest at L2 larval stage and die. The goal of this study is to determine the transcriptional targets of HSF-1 during larval development. To achieve this, we are combining Chromatin Immunoprecipitation (ChIP) approach to identify HSF-1 binding sites, and RNA-seq analysis upon hsf-1 RNAi, to determine transcriptional changes associated with hsf-1 down-regulation. Our RNA-seq results suggest a strong secondary effect of hsf-1 RNAi on global gene expression. Similar functional gene categories are differentially regulated by hsf-1 RNAi throughout larval development, including lifespan, oxidative and heat stress response genes, and lipid metabolism genes. Our ongoing ChIP analysis will allow the determination of HSF-1 primary targets. To perform ChIP, we generated a single-copy insertion of hsf-1 tagged with gfp, carrying endogenous regulatory elements, via the MosSCI technique. HSF-1 exhibits a nuclear expression pattern with re-localization to intra-nuclear granule-like structures upon heat-shock. Strikingly, HSF-1 re-localizes constitutively to small intra-nuclear granules during embryonic divisions, suggesting a role during mitotic cell divisions.PARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF