Etude structurale du complexe de remodelage de la chromatine NuRD et sa sous-unité MBD3 liée à l'ADN

Structural study of the chromatin remodeling complex NuRD and its DNA-binding subunit MBD3

• Auteur / Autrice : Rachel Tabaroni
• Direction : Bruno Klaholz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biophysique et biologie structurale
• Date : Soutenance le 12/12/2018
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Sébastien Fribourg
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bruno Klaholz, Sébastien Fribourg, Catherine Venien-Bryan, Valérie Lamour
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sébastien Fribourg, Catherine Venien-Bryan

Mots clés

Mots clés contrôlés

Complexe Mi-2/NuRD

Cristallographie aux rayons X

Interactions ADN-ligand

Analyse conformationnelle

Chromatine

Mots clés libres

NuRD

MBD3

Cristallographie aux rayons-X

Cryo-EM

NuRD

MBD3

X-ray crystallography

Cryo-EM

Remodelling

Résumé

La régulation de la transcription est un processus dynamique faisant intervenir le recrutement de complexes protéiques impliqués dans le remodelage de la chromatine. Parmi eux, mon travail s’est focalisé sur le complexe NuRD (Nucleosome Remodeling and histone Deacetylation) et sa sous-unité de liaison à l’ADN CpG MBD3. Pour cela une approche de biologie structurale intégrative combinant la préparation biochimique, la caractérisation biophysique et l’étude structurale par cryo-EM et cristallographie aux rayons-X a été mise en place. Les caractérisations biophysiques de MBD3 ont permis de mettre en évidence son interaction avec un ADN non-modifié CpG et des cristaux diffractant jusqu’à 3.9 Å ont été obtenu. De plus la région désordonnée en aval du domaine de liaison a été identifiée et son impact dans la formation de complexe caractérisé. Des cristaux pour les différentes constructions en complexe avec l’ADN ont été obtenus et sont actuellement optimisés. Enfin l’optimisation de la purification et la préparation du complexe, ont permis la visualisation du complexe NuRD et mettent en avant pour la première fois une organisation en domaines du complexe.

Transcription regulation of chromatin is a very dynamic process regulated through the recruitment of chromatin-remodeling complexes. My work focuses on NuRD for Nucleosome remodeling and histones deacetylation complex a 1 MDa multi-subunit protein complex and its subunit MBD3 a CpG-binding protein and more precisely on an integrated biology approach of this molecular assembly and its interaction with DNA. It combines biochemical preparation, biophysical characterization, single particle cryo-eletron microscopy and x-ray crystallography. Biophysical analysis show that MBD domain of MBD3 interacts with unmodified CpG DNA, a crystal diffracting up to 3.9 Å were obtained. Moreover a C-terminal intrinsically disordered region of MBD3 were identified and despite is inherent disorder seems to increase the binding affinity of MBD3 for DNA. Crystals were obtained for both constructs in complex with DNA and are currently optimized.Cryo-EM study of NuRD complex allows us to develop and optimized purification and grids preparation for the visualization of the complex. The present results reveal a domain organization of the complex never identify before.