Domaines chromatiniens et réplication

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Au cours du développement, des domaines chromosomiques d'expression se structurent alors que les cellules se divisent activement. Avant chaque division, les cellules doivent copier leur génome le plus fidèlement possible sous peine de mort cellulaire ou d'établissement de cellules cancéreuses. Ce processus se nomme la réplication de l'ADN et démarre en de multiples sites spécifiques (~100 000 chez l’homme), appelés origines de réplication. Un programme spatio-temporel contrôle le positionnement et le moment d'activation des origines de réplication au cours de la phase S du cycle cellulaire. Le but de l'équipe est d'identifier les mécanismes moléculaires qui mettent en place ce programme.

Afin d'avoir une vision générale de la réplication du génome humain, nous développons des analyses à haut débit (puces à ADN et séquençage massif) visant à cartographier les origines de réplication ainsi que leur moment d'activation (Figure 1). Une collaboration avec des statisticiens et bio-informaticiens nous a permis d’établir des liens entre ces cartes et des données génomiques sur la structure de la chromatine et l’expression des gènes. Nous utilisons également un modèle cellulaire aviaire (la lignée DT40) qui a la propriété unique d'effectuer très efficacement la recombinaison homologue. Ce modèle génétique puissant nous permet de tester très efficacement différentes hypothèses extraites des analyses génomiques. Nous utilisons également ce système modèle pour suivre en cellules uniques la dynamique de réplication de régions ciblées (Figure 2a, figure 2b).

La compréhension du mode de duplication des génomes eucaryotes est essentielle. En effet, la réplication assure non seulement le maintien de l'intégrité des génomes, mais également coordonne la mise en place de programmes d'expression au cours du développement.

Figure 1 (Cliquez sur l'image pour l'agrandir) :
Cartographie du programme spatio-temporel de réplication dans la lignée aviaire modèle DT40. (A) Profil brut de l’alignement des lectures de séquençage Solexa d’une préparation de petits brins naissants (PBNs) caractéristiques des origines de réplication sur une région de 250 Kb du chromosome 1. Les régions enrichies correspondent à des origines de réplication (ORI). (C) Profil du moment de réplication le long du chromosome 1. (B) Vue élargie du profil de moment de réplication sur une portion de ce chromosome. Les régions précoces sont indiquées en rouge et les régions tardives en vert.

Figure 2a :
Film montrant une cellule qui réplique de manière synchrone 2 allèles marqués (une image/4 min).
La lignée aviaire lymphoïde DT40 est modifiée par insertion du système de marquage TetO/TetR-EGFP qui permet de suivre la dynamique de réplication de loci individuels (duplication du signal) dans des cellules vivantes. © Bénédicte Duriez

Figure 2b :
Le graphe indique l’intensité correspondante de la GFP sur chaque allèle du film ci-dessus.

Thèmes de recherche actuels :

  • Identification des motifs cis et facteurs trans impliqués dans le programme spatial de la réplication.
  • Identification des motifs cis et facteurs trans impliqués dans le programme temporel de la réplication.
  • Rôle du programme temporel de réplication dans l’établissement de domaines chromatiniens.
  • Analyse en cellules uniques de la dynamique de réplication.

Cette équipe est labellisée par la Ligue nationale contre le cancer

Elle est également est équipe-partenaire du Labex “Who am I?”

Sélection de publications

The spatiotemporal program of DNA replication is associated with specific combinations of chromatin marks in human cells. Picard F, Cadoret JC, Audit B, Arneodo A, Alberti A, Battail C, Duret L, Prioleau MN. 
PLoS Genet. 2014 May 1;10(5):e1004282.
Abstract

G4 motifs affect origin positioning and efficiency in two vertebrate replicators.
Valton AL, Hassan-Zadeh V, Lema I, Boggetto N, Alberti P, Saintomé C, Riou JF, Prioleau MN.
EMBO J. 2014 Feb 12. [Epub ahead of print]
Abstract

USF binding sequences from the HS4 insulator element impose early replication timing on a vertebrate replicator.
Hassan-Zadeh V, Chilaka S, Cadoret JC, Ma MK, Boggetto N, West AG, Prioleau MN.
PLoS Biol. 2012;10(3):e1001277. Epub 2012 Mar 6.
Abstract

Interplay between DNA replication and gene expression: a harmonious coexistence.
Maric C, Prioleau MN.
Curr Opin Cell Biol. 2010 Jun;22(3):277-83. Epub 2010 Apr 2. Review.
Abstract

Genome-wide studies highlight indirect links between human replication origins and gene regulation.
J-C. Cadoret, F. Meisch, V. Hassan-Zadeh, I. Luyten, C. Guillet, L. Duret, H. Quesneville & M-N. Prioleau
Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (2008), October 6, 2008
Abstract

Dernière modification 20 Août 2014

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