Unravelling the role of transposable elements in the eukaryotic stress response

Abstract

Environmental stress is a major aspect of life and a limiting factor for the survival and distribution of species. Understanding the organismal stress response and the developed coping mechanisms is indispensable in order to mitigate the negative effects of stress. A lot of studies focus on the role of single nucleotide polymorphisms, while transposable elements (TEs) which are also very powerful mutagens are largely overlooked. In this thesis, we studied the contribution of TEs to the eukaryotic stress response, first by using a molecular mechanism specific approach. By studying six different stress responses in humans and Drosophila melanogaster, we showed that TEs can regulate the expression of stress response genes by adding transcription factor binding sites. In the second part, we chose a stress specific approach, and described the transcriptomic and physiological basis of D. melanogaster desiccation tolerance. Moreover, we found that TEs might be involved in desiccation stress response but they do not seem to be the main mutations fuelling this stress response. Overall, we showed that transposable elements are relevant players in eukaryotic stress response, however their effect could be stress specific

El estrés ambiental es un aspecto importante de la vida y un factor limitante en la supervivencia y distribución de las especies. Entender la respuesta a estrés a nivel de organismo y los mecanismos desarrollados para enfrentarlo son indispensable para mitigar sus efectos negativos. Muchos estudios se han centrado en el rol de los polimorfismos de nucleótido único, mientras que otros potentes mutágenos, como son los elementos transponibles (TEs), han sido ignorados. En la primera parte de esta tesis, hemos estudiado la contribución de los TEs en la respuesta eucariótica a estrés utilizando un enfoque específico al mecanismo molecular. Al estudiar seis tipos de respuesta a estrés diferentes en humanos y en Drosophila melanogaster hemos demostrado que los TEs pueden regular la expresión de genes de respuesta a estrés gracias a la adición de sitios de unión de factores de transcripción. En la segunda parte, hemos escogido un enfoque específico de estrés y hemos descrito las bases transcriptómicas y fisiológicas de la tolerancia a la desecación en D. melanogaster. Además, hemos observado que los los TEs podrían estar involucrados en la respuesta a estrés por desecación, aunque no parecen ser la principal mutación causante de la respuesta a este estrés. En conjunto, se muestra que los TEs tienen un rol importante en la respuesta eucariótica a estrés, sin embargo, su contribución parecería ser específica del estrés.