Régulation et rôle de la compaction de la chromatine dans des cellules pluripotentes et lors de la différentiation.

par Claire Dupont

Projet de thèse en Biologie Santé

Sous la direction de Robert Feil et de David Lleres.

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé , en partenariat avec IGMM - Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier (laboratoire) et de Empreinte génomique et développement (equipe de recherche) depuis le 01-09-2016 .


  • Résumé

    L'organisation spatiale et la régulation de la chromatine sont essentielles pour l'expression des gènes chez les mammifères. Les mécanismes épigénétiques et le remodelage de la chromatine sont particulièrement importants pour le maintien de l'état de pluripotence de la cellule, le renouvellement cellulaire et la différenciation lignage spécifique. Pourtant, la structure de la chromatine n'a été observé que dans des cellules non intactes et l'organisation de la chromatine in vivo reste encore floue. Afin de répondre à ces questions, nous avons développé une méthode de mesure non invasive du Förster Resonance Energy Transfert (FRET) par la technique de Multiphoton Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy (FLIM). Cette nouvelle technique permet de visualiser la proximité entre deux protéines histones « core » étiquetées dans le noyau de cellules murines et d'explorer l'organisation de la chromatine à l'échelle du nanomètre. Nous nous intéressons plus particulièrement à la comparaison entre des cellules embryonnaires naïves (ES) et des cellules différenciées. Ce projet de thèse est composé des objectifs suivants: 1 Explorer la compaction de la chromatine dans des cellules pluripotentes et comment les méthylations de l'ADN ou des histones impactent sur l'état de la chromatine. 2 Définir et comprendre comment la compaction de la chromatine change durant la différenciation. 3 Identifier de nouveaux facteurs contribuant à la compaction de la chromatine dans les cellules pluripotentes ou différenciées. Ce projet nous permettra également de cibler des gènes et d'utiliser des approches moléculaires . Il nous permettra de générer une image plus compréhensible de celle opposant une chromatine « ouverte » à une « fermée », mais aussi l'interaction entre la régulation et la compaction de la chromatine dans les cellules pluripotentes et différenciées. Les résultats obtenus seront pertinents dans l'étude de l'état de pluripotence des cellules de mammifères et dans sa perturbation dans les maladies.

  • Titre traduit

    Regulation and role of chromatin compaction in pluripotency and during differentiation.


  • Résumé

    The spatial organization and regulation of chromatin are essential for mammalian gene expression. Epigenetic mechanisms and chromatin remodelling are particularly important for stem cell pluripotency and self-renewal, and in lineage specification. However, chromatin structuration has not been visualize in intact cells and the in vivo organization of the chromatin fibre remains unclear. To address these outstanding questions, we developed a quantitative Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET) methodology, which is based on multiphoton Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy (FLIM). This novel technology visualizes the proximity between fluorescently-tagged core histone proteins in the nuclei of mouse cells. We have been using this novel advanced-microscopy approach to explore chromatin organizational changes at the nanoscale level as a function of cell state. We are particularly interested in comparing naive embryonic stem (ES) cells and derived differentiated cells. The PhD research project has the following objectives: 1. Explore the chromatin compaction ‘landscape' in pluripotent ES cells and how DNA and histone methylation impact on this chromatin state. 2. Define how chromatin compaction alters during differentiation and understand itssignificance for the identity of a particular cell type. 3. Identify novel factors that contribute tochromatin compaction in pluripotent stem cells and differentiated cells. Besides live-cell microscopy and automated image-analysis, the project makes also use of gene targeting and molecular approaches. It should generate a more comprehensive picture of 'open' versus 'closed' chromatin and of the interplay between chromatin regulation and compaction in pluripotent and differentiated cells. Obtained insights will be generally relevant to mammalian stem cell biology and to its pathological perturbation in disease