Nous sommes intéressés par le rôle de la chromatine dans la transmission épigénétique des phénotypes cellulaires. Nous avons deux principaux projets pour étudier les mécanismes de maintenance de la structure chromatinienne après la réplication du génome et la division cellulaire :
1.Dynamique de l’assemblage de la chromatine au cours de la réplication de l’ADN
(subvention ERC-consolidateur NChIP 647618 ; 2015-2020)
L’assemblage de la chromatine est un processus cellulaire fondamental qui est nécessaire au maintien de l’intégrité du génome et des programmes transcriptionnels. Nous avons pour but de comprendre l’effet de la réplication de l’ADN sur les histones, afin de mieux comprendre le rôle de la chromatine dans hérédité épigénétique. Les phénomènes épigénétiques influencent la différenciation cellulaire et la formation du cancer, ainsi que l’impact des facteurs environnementaux sur le développement précoce et plus tard sur les prédispositions aux maladies. Bien que l’hérédité épigénétique des composants de la chromatine soit, en principe, accepté comme le pilote de ces phénomènes, l’héritage des états chromatiniens en soi a seulement été démontré pour quelques cas particuliers. Très peu est connu sur l’héritage des histones maternelles au-delà des faits que les histones maternelles sont reparties aléatoirement entre les deux brins d’ADN répliqués, qu’elles sont diluées deux fois par le lien des histones nouvellement synthétisées et que la majorité des tétramères H3/H4 restent intacts lors du réassemblage sur les chromatides filles. Nous avons déjà montré que les nucléosomes maternelles restent en moyenne 400bp en amont ou en aval de leur site de fixation original, ce qui implique que toute information potentiellement héréditaire codée dans la chromatine doit être héritée en blocs de ~ 1 Kb, car des régions plus petites seraient rapidement être diluées par les nouveux nucléosomes. Nous développons des techniques à haut débit (par exemple NChAP-Nascent Chromatin Avidin Pulldown ; figure 1) pour mesurer directement les mouvements des histones et des régulateurs de la chromatine pendant la réplication génomique dans S.cerevisiae afin de déterminer comment les états de la chromatine survivent les perturbations associées à la réplication. Cela nous permettra d’évaluer la propagation des nucléosomes maternelles et de leurs modifications post-traductionnelles après la réplication dans le génome entier.
2.Ségrégation asymétrique des composants de la chromatine
(ANR GENCHROSEG; 2014-2018)
La division cellulaire asymétrique est indispensable à la différenciation des cellules souches. La transformation phénotypique au cours de la différenciation est un phénomène épigénétique mal compris, dans lequel la chromatine, comme un régulateur transcriptionnel, théoriquement jouerait un rôle. L’hypothèse de la répartition asymétrique des composants de la chromatine lors des divisions asymétriques n’a toutefois pas été systématiquement testée. La levure bourgeonnante se divise asymétriquement produisant des cellules filles et cellules mères. Une mère peut générer 20-30 filles durant sa vie réplicative, et la plupart des facteurs épigénétique qui déterminent l’identité phénotypique de la cellule mère sont inconnus. Nous utilisons la microscopie à fluorescence pour élucider comment les protéines liées à la chromatine sont ségrégées lors de la division cellulaire (Figure 2).