Le projet vise à comprendre comment l’architecture tridimensionnelle du génome participe à la régulation épigénétique de l’expression des gènes chez les mammifères.
L’équipe « Architecture Génomique et Contrôle Epigénétique » de Thierry Forné a développé une méthode unique (3C-qPCR) pour mesurer avec une résolution très fine (de l’ordre de la kilobase) les fréquences de contact entre des paires de sites génomiques. L’exploitation de ces données et l’interprétation de leurs variations d’une condition physiologique à une autre passe par la construction de modèles issus de la physique des polymères, permettant de décrire la dynamique de la chromatine à différentes échelles, et par des simulations numériques de cette dynamique.
Par ailleurs, l’équipe a développé une nouvelle approche expérimentale à haut-débit (HRS-Seq) qui permet la cartographie des régions génomiques associées à certains compartiments nucléaires (corps de Cajal, corps des loci histone…). L’analyse et l’exploitation scientifique de ce type de données totalement originales impliquent le développement de méthodes statistiques inédites (implémentées en langage R) et d’approches bioinformatiques adaptées (nouveaux « pipelines bioinformatiques »), ainsi que des méthodes originales de reconstruction 3D de l’architecture nucléaire.
L’équipe « Architecture Génomique et Contrôle Epigénétique » utilise ainsi un ensemble de concepts et de méthodes issus des mathématiques (théorie des probabilités, théorie des graphes, analyse de séquences) et de la physique (physique des polymères, physique de la matière molle, science des réseaux, auto-organisation). Les techniques spécifiques permettant l’analyse des données expérimentales sont développées en collaboration avec un réseau de collaborateurs locaux, nationaux ou internationaux : C. Reynes et L. Journot (IGF), S. Ramdani (LIRMM), J.M. Victor (LPTMC, Paris), J. Mozziconacci (MNHN, Paris), O. Naimark (Russia), M.T. Hütt (Brême, Allemagne).