Régulation épigénétique de l'organisation du génome

Responsable

Notre équipe s’intéresse aux réarrangements programmés du génome et à leur régulation épigénétique par des ARN non codants à l’aide d’un organisme modèle original, l’eucaryote unicellulaire cilié Paramecium tetraurelia. Nous espérons ainsi mieux comprendre les principes fondamentaux qui gouvernent la structure des chromosomes et la stabilité génétique chez les eucaryotes.

Chez Paramecium tetraurelia, le développement du macronoyau somatique à partir du micronoyau germinal s’accompagne de l’excision précise d’environ 50,000 courtes séquences uniques (IES) situées dans les séquences codantes et dans les régions intergéniques. Parallèlement, des séquences répétées (transposons, minisatellites) sont éliminées de manière imprécise, conduisant souvent à la fragmentation des chromosomes germinaux. En utilisant des approches génétiques, génomiques et cellulaires, nos recherches visent à comprendre les mécanismes épigénétiques permettant la reconnaissance spécifique de dizaines de milliers d’éléments germinaux qui ne partagent aucun motif de séquence parfaitement conservé.

Au cours de ces dernières années, nous avons mis en évidence le rôle de deux classes d’ARN non codants dans ce processus: (i) des petits ARN (scanRNA) germinaux produits par une voie de l’ARN interférence spécifique de la méiose et (ii) des transcrits non codants somatiques. Une soustraction génomique naturelle entre ces deux populations d’ARN non codants maternels permettrait la sélection de scnRNAs spécifiques, qui cibleraient les séquences germinales à éliminer, et fournit un mécanisme moléculaire à l’hérédité non Mendelienne des profils de réarrangements.


Thèmes de recherche actuels :

  • organisation de la chromatine au cours du développement du macronoyau somatique
  • identification de la séquence des centromères
  • mécanismes de l’inactivation des centromères germinaux au cours du développement du macronoyau somatique

L'équipe est équipe-partenaire du Labex “Who am I?”

Sélection de publications

Frapporti A, Miró Pina C, Arnaiz O, Holoch D, Kawaguchi T, Humbert A, Eleftheriou E, Lombard B, Loew D, Sperling L, Guitot K, Margueron R, Duharcourt S. The Polycomb protein Ezl1 mediates H3K9 and H3K27 methylation to repress transposable elements in Paramecium. Nat Commun. 2019 Jun 20;10(1):2710. doi: 10.1038/s41467-019-10648-5. PMID: 31221974 https://doi.org/10.1038/s41467-019-10648-5

Duharcourt S and Sperling L.
The Challenges of Genome-Wide Studies in a Unicellular Eukaryote With Two Nuclear Genomes.
Methods Enzymol. 2018;612:101-126. Epub 2018 Aug 31.
Abstract

Guérin F, Arnaiz O, Boggetto N, Denby Wilkes C, Meyer E, Sperling L and Duharcourt S.
Flow cytometry sorting of nuclei enables the first global characterization of Paramecium germline DNA and transposable elements.
BMC Genomics. 2017 Apr 26;18(1):327.
Abstract

Lhuillier-Akakpo M, Guérin F, Frapporti A and Duharcourt S.
DNA deletion as a mechanism for developmentally programmed centromere loss.
Nucleic Acids Res. 2015 Oct 25.
Abstract

Lhuillier-Akakpo M*, Frapporti A*, Denby Wilkes C, Matelot M, Vervoort M, Sperling L, Duharcourt S.
Local effect of Enhancer of Zeste-like reveals  cooperation of epigenetic and cis-acting determinants  for zygotic genome rearrangements.
PLoS Genet. 2014 Sep 25;10(9):e1004665.eCollection 2014 Sep.
Abstract

Singh DP, Saudemont B, Guglielmi G, Arnaiz O, Goût JF, Prajer M, Potekhin A, Przybòs E, Aubusson-Fleury A, Bhullar S, Bouhouche K, Lhuillier-Akakpo M, Tanty V, Blugeon C, Alberti A, Labadie K, Aury JM, Sperling L, Duharcourt S, Meyer E.
Genome-defence small RNAs exapted for epigenetic mating-type inheritance.
Nature. 2014 May 22;509(7501):447-52. Epub 2014 May 7.
Abstract

Arnaiz O, Mathy N, Baudry C, Malinsky S, Aury JM, Denby Wilkes C, Garnier O, Labadie K, Lauderdale BE, Le Mouël A, Marmignon A, Nowacki M, Poulain J, Prajer M, Wincker P, Meyer E, Duharcourt S, Duret L, Bétermier M, Sperling L.
The Paramecium Germline Genome Provides a Niche for Intragenic Parasitic DNA: Evolutionary Dynamics of Internal Eliminated Sequences.
PLoS Genet. 2012 Oct;8(10):e1002984.
Abstract

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