Domaines chromatiniens et réplication
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Rôle de la séquence « insulator » 5'HS4 dans l'établissement de domaines précoces de réplication
Sommaire
Les séquences « insulator » sont des éléments qui établissent des domaines autonomes de transcription. Ces éléments possèdent deux propriétés : une activité qui bloque la stimulation par un enhancer lorsqu'ils se trouvent placés entre un enhancer et un promoteur (bloqueur d'enhancer), et une activité anti-silencing qui protège de la propagation de la chromatine condensée (barrière) (Figure 2A). L'insulator 5'HS4 du poulet est un insulator complexe portant ces deux propriétés. Cet élément contient 250 pb et possède cinq sites d'empreintes à la DNaseI nommés FI à FV. Les activités bloqueur d'enhancer et barrière sont séparables. L'activité bloqueur d'enhancer est assurée par FII qui fixe le facteur CTCF. L'activité barrière est plus complexe, elle nécessite la coopération de FI, FIII, FIV et FV. FIV fixe le facteur USF (Upstream Stimulating Factor) qui assure le recrutement d'histone acétyl-transférases et d'histones méthyl transférases. La fonction des autres sites n'est pas encore bien élucidée (Figure 2B).
Figure 2 : Activités des éléments « insulator »
A) Description des activités Enhancer bloqueur et barrière. L'insulator (bleu) bloque l'activation d'un promoteur par une séquence enhancer (vert) uniquement lorsqu'il est placé entre l'enhancer et le promoteur. Un transgène flanqué d'éléments insulator, ayant la propriété barrière, est protégé contre l'extinction liée à la propagation de la chromatine condensée (rouge).
B) L'insulator 5'HS4 possède ces deux activités qui sont séparables. Le site FII assure, grâce à la fixation du facteur CTCF, l'activité enhancer bloqueur. L'activité barrière nécessite la coopération des sites FI, FIII, FIV et FV. FIV est fixé par le facteur USF qui recrute des acétylases et méthylases d'histones.
En plus de ces activités, nous avons cartographié une origine de réplication au niveau de l'insulator 5'HS4. Nous avons également identifié dans le locus β-globine trois autres origines en 5' et 3' du gène ρ et en 5' du gène βA (Figure 3). Dans les précurseurs érythroïdes n'exprimant pas les gènes globines, seule cette origine est associée à des histones H3 et H4 hyperacétylées alors que les trois autres sont localisées au niveau de la chromatine de type condensée (Figure 3). Ce groupe d'origines est déclenché en début de phase S. Notre hypothèse de travail est que « l'origine insulator » joue un rôle dominant régulateur du groupe d'origines notamment en assurant un déclenchement précoce de ces origines. L'organisation des génomes eucaryotes en domaines répliqués précocement transcrits et denses en gènes et des domaines répliqués en fin de phase S et pauvres en gènes, laisse supposer que des éléments organisateurs de domaines de transcription pourraient également jouer un rôle dans la mise en place de régions précoces de réplication.
Ce projet s'attache à comprendre comment est régulé le déclenchement des origines de réplication au cours de la phase S.
Figure 3 : le domaine β-globine est répliqué en début de phase S par quatre origines. Le domaine β-globine s'étend sur 30 Kb et est limité en 5' et 3' par des séquences insulator (5'HS4 et 3'HS). En amont de 5'HS4 se trouve une région de 16 Kb de chromatine condensée qui sépare le domaine β-globine d'un gène codant pour le récepteur du folate (FR). L'insulator 5'HS4 est une origine de réplication qui dans les précurseurs érythroïdes est la seule région associée à des histones hyperacétylées.
Afin de tester l'effet des différents sites qui constituent l'insulator 5'HS4, nous travaillons sur des lignées transgèniques qui contiennent des versions sauvages et mutées de l'insulator. Grâce à des expériences de ciblage par recombinaison homologue de constructions contenant 5'HS4 muté (utilisation de la lignée DT40), nous cherchons à identifier les éléments cis régulateurs impliqués dans le contrôle du moment de déclenchement des origines de réplication. Nous avons déjà montré que l'insertion de l'origine forte βA couplée à 5'HS4 était suffisante pour induire un changement important du moment de réplication de la région chromosomique ciblée (Hassan Zadeh et al, résultat non publié). L'insulator 5'HS4 porte donc l'information suffisante pour induire le déclenchement précoce d'une origine de réplication. Des travaux sont en cours pour identifier la séquence minimale nécessaire au déclenchement précoce d'une origine de réplication. Nous chercherons ensuite à identifier tous les acteurs moléculaires impliqués dans la régulation du moment de déclenchement des origines de réplication.
Dernière modification 14/03/2011