Chromatine et expression génique

L’organisation de la chromatine dans les cellules eucaryotes a été largement étudiée du nucléosome jusqu’au génome, révélant l’importance de l’organisation spatiale de la chromatine dans la régulation des fonctions cellulaires. En revanche, les aspects temporels de l’organisation de la chromatine et ses propriétés dynamiques sont souvent négligés dans les analyses portant sur la régulation des processus liés à l’ADN.

Pour étudier l’implication de la dynamique de la chromatine dans les processus cellulaires, nous avons développé des outils moléculaires et d’analyse complémentaires. La méthode ANCHORTM est un système bipartite composé de séquences ANCH et de protéines OR. Les protéines OR peuvent être fusionnées à un marqueur fluorescent, de sorte qu’une concentration accrue de OR sur l’ADN ANCH crée un foyer fluorescent facilement détectable par microscopie de fluorescence. En parallèle, nous développons une approche originale de microscopie en direct pour décrire et quantifier la dynamique de la chromatine à l’échelle d’un noyau entier, appelée cartographie de diffusion à haute résolution (HiD), en collaboration avec l’équipe de biophysique de Manoel Manghi au LPT. La méthode HiD quantifie le mouvement local de la chromatine avec une précision subpixel, permettant de créer des cartes bidimensionnelles de la dynamique des domaines chromatiniens dans des cellules vivantes uniques.

Nous utilisons ces développements technologiques pour décrire et déduire l’importance de la dynamique de la chromatine dans les processus nucléaires. En combinant ANCHOR et HiD, nous souhaitons révéler la dynamique d’un locus unique dans des cellules individuelles et décrypter l’impact de la régulation de la transcription sur le mouvement de la chromatine. De plus, en utilisant une combinaison d’approches interdisciplinaires (HiD, modélisation polymère et données génomiques), nous visons à obtenir une compréhension mécanistique du lien entre l’architecture 3D du génome, le comportement et les propriétés dynamiques de la chromatine, et sa fonction.

L’approche HiD nous permet également d’étudier la dynamique spatiotemporelle de la chromatine au cours la sénescence induite par oncogène (OIS) chez les fibroblastes humains, plus précisément lors la formation des SAHFs (foci hétérochromatiques associés à la sénescence). Cela inclut l’étude du rôle des biomarqueurs épigénétiques des SAHFs tels que macroH2A1 et les modifications post-traductionnelles des histones. De plus, nous explorons les propriétés de certaines petites molécules naturelles qui agissent sur la chromatine. Récemment, nous avons identifié deux nouveaux groupes de molécules dérivées des plantes capables pour l’un d’induire la formation des SAHFs, tandis que l’autre induit des modifications de la chromatine sous l’influence de la lumière.