One base pair resolution histone H1-nucleosomal DNA interaction mapping and 3D organization of H1 containing nucleosome

• Auteur / Autrice : Sajad Hussain Syed
• Direction : Stefan Dimitrov, Dimitar Angelov
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Grenoble 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nucléosomes

Chromatine

Résumé

Dans ce travail, nous avons étudié en détails l'interaction de l'histone H1 avec l'ADN nucléosomal afin de comprendre comment cette interaction conduit à l'organisation en fibre nucléosomale. Nous avons pu résoudre ce problème ancien par l'utilisation de : (i) l'incorporation de H1 par une chaperonne d'histone physiologique, NAP-1, (ii) la reconstitution de nucléosomes parfaitement homogènes sur une matrice d'ADN contenant la séquence 601 fortement positionnante, (iii) une combinaison de cryo-microscopie électronique (EC-M) et de technique d'empreinte aux radicaux OH°, (iv) une modélisation mécanique du polymère ADN de type « coarse-grain ». Notre « cartographie » par empreinte OH° de résolution d'un nucléotide montre que le domaine globulaire de H1 (GH1) interagit à travers le petit sillon avec des « patch » d'ADN de 10 pb de part et d'autre de la dyade du nucléosome. De plus, GH1 organise environ un tour d'hélice d'ADN de chaque ADN de liaison du nucléosome. En même temps, une suite de 7 acides aminés (120-127) de la partie COOH-terminale est requise pour la formation de la structure en tige de l'ADN de liaison.

In this work we have been able to dissect how histone H1 interacts with the nucleosomal DNA and to understand how this interaction leads to the spatial organization of the nucleosomal templates. We have solved this long-stayed problem in the field thanks to the use of: (i) physiologically relevant linker histone chaperone NAP-1 assisted deposition of histone H1, (ii) 601 DNA sequence for reconstitution a strongly positioned nucleosomes, (iii) a combination of electron cryo-microscopy with OH0 footprinting techniques and, (iv) Coarse-grain DNA mechanics. The one base pair resolution mapping by OH0 footprinting showed that the globular domain of histone H1 (GH1) interacts, through the minor groove of DNA, with 10 bp localized symmetrically to the nucleosomal dyad. In addition, GH1 organizes nearly one helical turn of DNA from both linkers of the nucleosome. A row of seven AA (120-127) of the COOH-terminus of histone H1 was required for the formation of the stem structure of the linker.