Thèse soutenue

Corégulation de gènes en cis et organisation 3D du génome – Une étude par l’imagerie de molécules uniques

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Auteur / Autrice : Maciej Kerlin
Direction : Antoine Coulon
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génétique et Épigénétique
Date : Soutenance le 17/09/2021
Etablissement(s) : Sorbonne université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant (Paris ; 2009-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Dynamique du noyau (Paris ; 2014-....)
Jury : Président / Présidente : Jean-Marc Victor
Rapporteur / Rapporteuse : Kerstin Bystricky, Magda Bienko

Résumé

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Le génome eucaryote est organisé dans l’espace et le long de sa séquence. Du chromosome aux gènes, son organisation 3D est étroitement liée à son activité transcriptionnelle. A une échelle inférieure à la mégabase, le génome est organisé physiquement en domaines d’auto-interaction (TAD, pour topologically associating domains), que l’on pense influencer l’action de séquences régulatrices des gènes, appelées ‘amplificateurs’. Les TAD sont parfois vus comme des ‘unités de régulation’ permettant de coréguler plusieurs gènes en les exposant aux mêmes amplificateurs. L’expression de gènes d’un même TAD est en effet souvent corrélée entre tissus et types cellulaires. On sait d’autre part que l’expression de gènes fonctionnellement liés est aussi souvent corrélée. Cependant, le rôle que joue l’organisation 3D d’un locus génomique dans la corégulation de gènes fonctionnellement liés reste mal compris. Par des techniques d’imagerie de molécules uniques, j’ai observé, dans des cellules individuelles, la position et la transcription de trois gènes adjacents et fonctionnellement liés, partageant –ou non– les mêmes amplificateurs. J’ai utilisé comme système modèle la réponse à l’œstrogène dans des cellules MCF7. En combinant les techniques de FISH ARN et ADN, j’ai mesuré le couplage transcriptionnel de paires de gènes en cis, mettant en évidence une augmentation de la corrélation entre gènes d’un même TAD en réponse à l’œstrogène. Une perturbation de la frontière entre TAD indique également le rôle des contacts génomiques dans la corégulation de gènes. Ces travaux posent les bases pour comprendre comment les amplificateurs et les gènes communiquent et coordonnent leur activité en 3D.