Épigénome et paléogénome
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Reprogrammation de la mémoire épigénétique, chromatine et méthylation de l'ADN
Sommaire
Les gènes silencieux sont assemblés en une structure chromatinienne caractéristique, peu accessible à la machinerie transcriptionnelle. Cette chromatine "fermée" est généralement caractérisée par des modifications covalentes impliquant aussi bien l'ADN (méthylation des cytosines au sein du dinucléotide CpG) que les protéines chromatiniennes (par exemple, méthylation de résidus clefs des histones). Ces modifications participent au maintien d'une mémoire épigénétique de l'activité des gènes dont la stabilité dépend de nombreuses boucles de rétrocontrôle impliquant ces modifications. Au cours du développement et chez l'adulte, la mise en route des gènes inactifs nécessite l'ouverture de la chromatine. Cette ouverture est déclenchée par des facteurs régulateurs qui agissent en recrutant diverses machineries de remodelage de la chromatine : enzymes induisant des modifications covalente des queues d'histones ou affectant les modalités d'interaction de l'ADN au sein du nucléosome.
Copyright : CNRS/IJM Th. Grange
Nous étudions les mécanismes de ce remodelage et ses conséquences sur l'expression génétique en nous intéressant particulièrement à l'activation transcriptionnelle par le récepteur aux hormones glucocorticoïdes (GR). Nous avons caractérisé extensivement l'activation du gène de la tyrosine aminotransférase (Tat) par le GR : définition des séquences régulatrices, des facteurs transactivateurs s'y liant et analyse des modalités d'interaction de ces facteurs dans la cellule par footprinting génomique et immunoprécipitation de chromatine (ChIP).
Particulièrement, nous avons observé que le gène Tat était déméthylé quelques jours avant la naissance en réponse aux glucocorticoïdes, nous avons pu reproduire cette déméthylation en utilisant des cellules en culture et nous avons caractérisé précisément les mécanismes moléculaires impliqués. Nos résultats indiquent que le GR est capable de recruter localement une machinerie de déméthylation active de l'ADN qui va déclencher l'excision des cytosines méthylées. Cela permet de garder en mémoire une trace de la première activation. Cette mémorisation en fin de gestation préparerait l'activation du gène à la naissance. Nous cherchons maintenant à identifier la machinerie enzymatique responsable de cette déméthylation de l'ADN car elle pourrait participer à l'acquisition du phénotype cancéreux.
Nous nous intéressons aussi au devenir du nucléosome lorsque les facteurs de transcription interagissent avec les séquences régulatrices. Nous avons étudié le positionnement des nucléosomes avant et après activation par le GR et montré qu'il pouvait agir sur l'accessibilité de la chromatine sans affecter ce paramètre. Nous avons aussi mis en évidence des changements de méthylation des histones qui font intervenir des mécanismes d'éjection d'histones et de remplacement par des histones variantes. Nous nous intéressons maintenant particulièrement à l'incorporation d'histones variantes pendant et hors de la réplication. Ces études sont réalisées avec des approches plus globales de ChIP on chip qui sont couplées avec des études de la dynamique de la compartimentation de ces variants d'histones au sein du noyau réalisées avec des fusions GFP (collaboration avec Maité Coppey, IJM, et Stefan Dimitrov, Institut Albert Bonniot, Grenoble).
Finalement, nous avons caractérisé les mécanismes d'activation par des éléments régulateurs distants et observé qu'ils faisaient intervenir aussi bien la formation de boucles, permettant le recrutement d'enzymes de modification de l'ARN polymérase, que des propagations de signal le long de la fibre chromatinienne (acétylation des histones).
Dernière modification 14/03/2011