Architecture Génomique et Corps Nucléaires : de la Physique dans l'Expression des Gènes

Genomic Architecture and Nuclear Bodies: Physics in Gene Expression

• Auteur / Autrice : Nathan Lecouvreur
• Direction : Thierry Forne
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Inscription en doctorat le 03/10/2022
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IGMM - Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier

Mots clés

Mots clés libres

Organisation génomique

Séparation de phase

Corps nucléaires

Genomic organization

Phase separation

Nuclear bodies

Résumé

La régulation de l'expression des gènes au bon endroit et au bon moment s'explique généralement par la reconnaissance spécifique de séquences d'ADN par des protéines dédiées sous le contrôle de régulations dites épigénétiques. Le but de notre projet est de mieux comprendre un aspect de cette régulation, encore peu étudié : le rôle qu'y jouent les propriétés physiques du génome humain et celles de son environnement immédiat et notamment les organelles, ou ‘corps nucléaires', qui s'y trouvent. Nous allons explorer comment des mécanismes de séparation de phase (formation spontanée de gouttelettes denses dans un milieu plus dilué) interviennent dans la formation de certains corps nucléaires, et dans la régulation des gènes qu'ils englobent. Le choix des conditions expérimentales et l'intégration des résultats expérimentaux dans des mécanismes biologiques fonctionnels s'appuiera sur une collaboration avec des physiciens (équipe de Jean-Marc Victor et Annick Lesne, LPTMC, Paris) et sur la modélisation physique des processus en jeu: condensation et séparation de phase, changements de conformation du génome et interactions électrostatiques entre les biomolécules impliquées. Le projet utilisera des approches expérimentales innovantes en biologie moléculaire pour étudier le rôle des corps nucléaires dans la régulation de l'expression des gènes en se concentrant sur une région génomique d'intérêt majeur pour les cancers du poumon.

The regulation of gene expression in the right place at the right time is generally explained by the recognition of specific DNA sequences by dedicated proteins under the control of so-called epigenetic regulations. The goal of our project is to better understand an aspect of this regulation that has not yet been studied: the role played by the physical properties of the human genome and those of its immediate environment, in particular the organelles, or ''nuclear bodies'', within it. We will explore how phase separation mechanisms (spontaneous formation of dense droplets in a more dilute medium) are involved in the formation of certain nuclear bodies, and in the regulation of the genes they encompass. The choice of experimental conditions and the integration of experimental results into functional biological mechanisms will be based on a collaboration with physicists (team of Jean-Marc Victor and Annick Lesne, LPTMC, Paris) and the physical modeling of the processes involved: condensation and phase separation, conformational changes of the genome and electrostatic interactions between the biomolecules involved. The project will use innovative experimental approaches in molecular biology to study the role of nuclear bodies in the regulation of gene expression by focusing on a genomic region of major interest for lung cancers.