Organisation supérieure de la chromatine chez les mammifères : dynamique fondamentale et interactions spécifiques.

Higher-order organization of the mammalian chromatin : basic dynamics and specific interactions

• Auteur / Autrice : Franck Court
• Direction : Thierry Forne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génomique fonctionnelle
• Date : Soutenance le 17/12/2010
• Etablissement(s) : Montpellier 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé (Montpellier ; Ecole Doctorale ; ....-2014)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier
• Jury : Président / Présidente : Stephen Baghdiguian
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thierry Forne, Stephen Baghdiguian, Luisa Dandolo
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jean-marc Victor, Jérôme Cavaille

Mots clés

Mots clés contrôlés

Immunoprécipitation de la chromatine

Chromatine

Mots clés libres

Organisation de la chromatine

Échelle supranucléosomale

Capture de la Conformation Chromosomique (3C)

Insulin-like Growth Factor 2 (Igf2)

Région d'attachement à la matrice nucléaire (MAR et HRS)

COrganisatiohromatine organization

Sprunucleosomal scale

Capture conformation chromosome (3C)

Insulin-like Growth Factor 2 (Igf2)

Matrix attachment region

Résumé

Chez les mammifères, l'ADN des cellules interphasiques s'organise en une fibre chromatinienne confinée à l'intérieur de « territoires chromosomiques ». Ce confinement autorise l'établissement d'interactions à longue distance permettant une régulation fine des fonctions génomiques. Toutefois, l'organisation et la dynamique de la chromatine à l'échelle dite supranucléosomale (10 à 500 kb) reste méconnue. Afin d'étudier la chromatine à cette échelle, nous avons utilisé la méthode dite de 3C-qPCR qui permet de mesurer les fréquences d'interactions entre deux portions génomiques. Dans un premier temps, nous avons analysé les collisions aléatoires afin de déterminer l'organisation intrinsèque de la chromatine à l'échelle supranucléosomale. Nos résultats indiquent que, en l'absence d'interactions spécifiques, les collisions aléatoires dans les régions riches en gènes présentent une modulation d'une périodicité d'environ 90kb. Cette modulation semble être sous-jacente à de nombreuses interactions spécifiques et avoir des répercutions sur leur positionnement génomique contribuant ainsi à l'évolution des génomes. Des modèles, dérivés de la physique des polymères, suggèrent que la chromatine s'organise dans ces régions en une hélice statistique. Dans un second temps, nous avons abordé l'organisation tridimensionnelle du locus murin Igf2/H19 soumis à l'empreinte génomique parentale. Les interactions spécifiques identifiées entre des « enhancers » endodermiques et certaines portions du locus ont confirmé l'existence d'une hiérarchie des interactions et ont permis la découverte d'un nouveau locus soumis à l'empreinte (PIHit). Ce locus produit un ARN non codant que nous avons caractérisé mais dont la fonction exacte reste à déterminer.Finalement, mes travaux de thèse ont aussi conduit à la mise au point d'une nouvelle technologie (HRS-SEQ) qui permettra d'aborder l'organisation génomique globale par le biais des séquences récupérées à haut-sel (HRS).

In mammal, the DNA of interphasic cells is organized into the chromatin fiber which is itself confined inside “chromosome territories”. This compact organization allows the establishment of long-range interactions involved in the fine regulation of genomic processes. However, the organization and the dynamic of the chromatin at the so-called supranucleosomal scale (10 to 500kb) remain unclear. In order to study the chromatin at this scale, we used the 3C-qPCR method that allows to measure interaction frequencies between two genomic regions. Firstly, we have analyzed random collisions in order to determine the intrinsic organization of the chromatin at the supranucleosomal scale. Our data indicates that, in the absence of specific interactions, random collisions in gene-rich regions show a periodic modulation of about 90kb. This modulation seems to be underlying numerous locus-specific interactions and have repercussions on their genomic location, thus contributing to genome evolution. Models, derived from polymers physics, suggest that, in these regions, the chromatin is shaped in a statistical helix. Secondly, we have investigated the tridimensional organization of the Igf2/H19 mouse locus which is subject to genomic imprinting. Specific interactions identified between endodermic enhancers and some regions of the locus have confirmed the existence of a hierarchy of interactions and allowed the discovery of a new imprinted locus (PIHit). This locus produces a non-coding RNA that we have characterized but for which the function remains to be determined.Finally, my work also led to the development of a new technology (HRS-SEQ) that allows to study global genome organization through mapping of high-salt recovered sequences (HRS).