Équipe
Responsable d’équipe : Erdel Fabian
Présentation
Inspirée par la diversité fonctionnelle entre des cellules génétiquement identiques, notre recherche est axée sur la question de comprendre comment les cellules peuvent former et maintenir des motifs chromatiniens spécifiques afin d’interpréter leur génome d’une manière spécifique.
Ces motifs sont observés au niveau biochimique, sous forme d’états chromatiniens liés à des modifications distinctes des histones, et au niveau biophysique, sous forme des sous-compartiments sans membrane qui contiennent des régions chromatiniennes repliées. Nos principaux systèmes modèles sont des cellules de mammifère en culture et des protéines de mammifère purifiées que nous étudions in vitro. Nous utilisons et développons activement des approches de microscopie à fluorescence (confocale, TIRF) combinée à la microfluidique.
Projet 1
Pour comprendre comment les modifications post-translationnelles des histones sont associées aux fonctions biologiques, nous introduisons des enzymes modificatrices d’histones modulables dans des cellules vivantes et nous étudions leur comportement. Ces enzymes sont par exemple couplées à dCas9 afin qu’elles puissent être ciblées sur différents loci génomiques à l’aide de différents ARN guides. L’un de nos objectifs est de créer des circuits composés de plusieurs de ces enzymes, qui agissent ensemble pour former des modules fonctionnels complexes. Sur la base de ces circuits, nous essayons de comprendre les mécanismes qui sont à la base des phénomènes épigénétiques.
Projet 2
Nous utilisons des techniques de molécule unique notamment les « DNA curtains » pour étudier le comportement dynamique des molécules d’ADN et de leurs partenaires d’interaction en temps réel. Les « DNA curtains » nous permettent de visualiser et quantifier directement la liaison des protéines à l’ADN et le transport des protéines le long de l’ADN. Nous pouvons également suivre les changements de conformation de l’ADN et les mécanismes de l’assemblage de complexes nucleoprotéiques. Sur la base de ces données, nous cherchons à comprendre comment différentes protéines déterminent la répartition du génome en types de chromatine fonctionnellement distincts et sa perturbation en cas de maladie.
Projet 3
La séparation de phase est apparue récemment comme un principe d’organisation dans l’organisation nucléaire. Nous étudions les condensats de la chromatine dans les cellules vivantes et in vitro pour comprendre comment ils se forment, affectent les propriétés mécaniques de la chromatine, et leur impact sur les fonctions cellulaires. Dans ce but, nous modifions les quantités de protéines intrinsèquement désordonnées associées à la chromatine dans les cellules vivantes et nous reconstituons des condensats de chromatine in vitro pour les étudier à l’aide de différents types de microscopie optique et électronique.
– Muzzopappa F*, Erdel F*. (2024). Beyond equilibrium: Roles of RNAs in condensate control. Curr Opin Genet Dev, 91: 102304. doi: 10.1016/j.gde.2024.102304
– rnould C, Rocher V, Saur F, Bader A, Muzzopappa F, Collins S, Lesage E, Le Bozec B, Puget N, Clouaire T, Mangeat T, Mourad R, Ahituv N, Noordermeer D, Erdel F, Bushell M, Marnef A, Legube G*. (2023). Chromatin compartmentalization regulates the response to DNA damage. Nature, 623: 183-192. doi: 10.1038/s41586-023-06635-y
– Hertzog M, Erdel F*. (2023). The Material Properties of the Cell Nucleus: A Matter of Scale. Cells, 12: 1958. doi: 10.3390/cells12151958
– Dolde U§, Muzzopappa F§, Neveu J, Erdel F*, Vert G*. (2023). LEAFY homeostasis is regulated via ubiquitin-dependent degradation and sequestration in cytoplasmic condensates. iScience 26: 106880. doi: 10.1016/j.isci.2023.106880
– Muzzopappa F, Hummert J, Anfossi M, Tashev SA, Herten DP, Erdel F*. (2022). Detecting and quantifying liquid-liquid phase separation in living cells by model-free calibrated half-bleaching. Nat Commun 13: 7787. doi: 10.1038/s41467-022-35430-y
– Muzzopappa F, Hertzog M, Erdel F*. (2021). DNA length tunes the fluidity of DNA-based condensates. Biophys J 20: 1288-1300. doi: 10.1016/j.bpj.2021.02.027
– Erdel F*, Rademacher A, Vlijm R, Tünnermann J, Frank L, Weinmann R,
Schweigert E, Yserentant K, Hummert J, Bauer C, Schumacher S, Al Alwash A, Normand C, Herten DP, Engelhardt J, Rippe K*. (2020). Mouse Heterochromatin Adopts Digital Compaction States without Showing Hallmarks of HP1-Driven Liquid-Liquid Phase Separation. Mol Cell 78: 236-49.e7. doi: 10.1016/j.molcel.2020.02.005.
– Erdel F§, Kratz K§, Willcox S, Griffith JD, Greene EC*, de Lange T*. (2017). Telomere recognition and assembly mechanism of mammalian shelterin. Cell Rep 18: 41-53. doi: 10.1016/j.celrep.2016.12.005
