[PDF] Organisation de la chromatine et son lien avec la réplication de lADN

View - Download Organisation de la chromatine et son lien avec la réplication de lADN

Previous PDF

Next PDF

THÈSE

en vuede l"ob tentiondugradede Docteur del"École NormaleSupérieure deL yon- Université deLyon

Discipline: Sciencesde lavie

Préparée auLabora toireJoliotCurie(USR3010)

École doctorale: BiologieMoléculaireet Cell ulaire,In tégrative Présentéeet soutenue publiquementle11 Juillet2012 parBenoît MOINDROTOrganisationdela chromatine etson lien aveclaréplica tionde l"ADNDirecteurde thèse:

Philippe BOUVET

Aprèsl" avisde:Jean-MarcLEMAÎTRE

PeterMEISTER

Devant lacommission d"examen forméede:

Philippe BOUVETDirecteur

Edith HEARDMembre

Saadi KHOCHBINMembre

Jean-MarcLEMAÎTRE Rapporteur

PeterMEISTER Rapporteur

FabienMONGELARD Membre

Résumé

L"organisationdelachromatine aune importance fonctionnellepourcon trô- ler leprogr ammed"expressiondes gènes.Par contre, lesliensquil"unissen tau déroulementde laréplica tionde l"ADNsont beaucoup moinsconnus. Grâceà desapproches baséessur lacapture d"inter actionschromosomiques et surl"imag eriecellulaire,nous avonsétudié lesliens entrelerepliementà grandeéchelle dela chromatine etle timingderéplication. Cette analyse, ef- fectuéedans descell uleshumaines lymphoblastoïdes,des cellules mononucléées dusang (PBMC)et descell ulesissues d"uneleucémie myéloïde àcar actèreéry - throcytaire, apermis l"identifica tiondedomainesstructuraux du noyau. Cesdo- maines sontrelativ ementisoléslesunsdesautres etleurs frontières coïncident avecleszones d"initiation précoce.De plus,notreétude montre queces zones d"initiationprécoce inter agissentpréférentiellement,a ussibienentrevoisinsim- médiats(sépar ationgénomiquedel" ordredelamég abase)que lelongd uchro- mosome entier.Lesloci répliquéstardiv ementinter agissent eux-aussiavec leurs homologues,cond uisant,dansl"espacenucléaire, àune ségrégationdes locien fonctionde leurtiming deréplica tion.C esrésul tatssont soutenuspardes me- sures dedistances surdes hybrida tionsin-situqui montrentquelesl ocirépliqués en débutde phaseS sont plus prochesqu"attend us. Nos travauxrévèlentenfinque l"organisationdela chromatine estsimilaire dans descell ulesenphaseG0 (PBMCdorman tes),démon tran tqu" ellen"est pas spécifique descell ulesenphaseS. Pris ensemble,ces résulta tsapportentdespreuves directesd"uneorganisa- tion robustede lachroma tine,partag éeparlescell ulesencycleet dormantes, et

corrélée autimingde réplication àdi fférenteséchelles. Mot-clés: Chromatine,Réplication del"ADN,Noya ucell ulaire,Capturede

conformationchromosomique,Génome 3

Abstract

Chromatinorg anizationisoffunctionalsignificance tocon trolthe gene ex- pression program.Howev er,itsinterplaywithDNA replication programisless known. Though thecapture ofchromosomal inter actionsand cellimaging,westud- ied thelinks between thehigh-orderfol dingof chromatin andthereplication timing. Thisanal ysis,whichhasbeen performed inhuman lym phoblastoidcells, in peripheralblood mononuclearcells(PBMC), andinam yel oidleukemia cell linewitherythroidproperties,allowed theidentificationofstructur aldomainsin the nucleus.Thesedomains arequite isolated fromeach otherand theirbound- aries coincidewith earl y-initiationzones.Inaddition,ourstudyshowstha tthese early-initiationzonespreferentiall yin teractwitheachother.Thesein teractions havebeenobserv edbetw eenneighboringearl y-initiationzones (genomic sepa- rationaround1 tof ewmeg abases)but alsoalongthe wholechromosome.The late-replicatedloci interactwith theircounterpartsaswell, leadingto an uclear segregationofthe loci accordingto theirreplicationtiming. Theseresul tsare sustained bydistance measurements inin-situhybridizationswhichshow that locireplica tedatthe beginningofS-phaseare closer thanexpected. Our workalsoreveals that chromatinorganiza tionissimilarin cellsblocked in G0phase (quiescent PBMC),demonstrating that itdoesnotresultfrom the cells inS-phase. Takentog ether,theseresultsprovide directcl uesfora robustchroma tinor - ganization,commonto cyclingand restingcells, andrela tedto thereplica tion timing atdifferentscales Keywords: Chromatin,DNAReplica tion,C ellnucleus,Chromosome Confor- mationC apture,Genome 5

Remerciements

J"aimerais vivementremercier leDr .Edith Heard,leDr. Jean-MarcLemaître, le Dr.Peter MeisteretleDr .Saadi Khochbinpour avoirjugé montravaildethèse. Merci égalementpour l"enrichissantediscussion lorsde laphase desquestions : certains pointsque vousavez soulevésconfèrent àmes travauxdes perspectives que jen"avais pasimaginées. Je souhaiteégalement remercierle Pr. PhilippeBouvet quim"apermisde faire cette thèsedans sonéquipe surcette thématiqueparticulièrement distantedu nucléole etde lanucléoline. Mercid"avoir permisque cetravail voiele jour, d"y avoir apportéton précieuxavis. Je souhaiteparticulièrement remercierle Dr. Fabien Mongelardpourm"avoir encadré aucours deces 4dernières années.Sans tonidée folleen 2008,il n"y aurait jamaiseu de"Chromosome ConformationCapture" aulabo. Mercipour nos discussionsau jourle jour, pourton soutiensansfaille,et pourta légendaire patience (ilen afallu, non?). Aplusieurs reprises,ces4dernières annéesn"auront pas étéfaciles, maistu astoujours étélà. J"aieu dela chanced"avoir unencadrant comme toi. Je penseégalement àAlain Arneodo,Benjamin Audit,Cédric Vaillant, Antoine Baker,Hanna Julienne,Claude Thermes,et OlivierHyrien :Merci pourle timing de réplicationet lesN-domaines, mercipour nosdiscussions fructueuses(réunions ANR ouautres), pourles conseilsnotamment enprogrammation, etj"en oublie certainement. Je souhaiteégalement vivementremercier Wouter deLaat quim"aaccueilli dans sonlaboratoire pourapprendre le4C, etP etraKlous pourm"en avoirmontré tous lestrucs/astuces/subtilités quine sontjamais écritesdans lesprotocoles. Merci égalementà DavidGilbert pournos enrichissantesdiscussions. Je souhaiteaussi remercierd"autres collègues.Merci àKarine pourses conseils en imageriecellulaire età Kévinpour sonefficacité enassistance informatique. Merci àSadhan etR ongpour nosdiscussionsplusou moinsscientifiques, nos plaisanteries àla paillasseou ensalle culture; Mercià Xavierpour avoirenplus ajouté beaucoupde bonnehumeur dansle bureau( maintenant, tues leg ardien du templeet dela macro ImageJ :j"aiamplement confiance);Merci àZophia (plus jamais jene tepiquer aita p2), Elodie( Génial tespr opositionsd"épigraphe ), Hélène (Mercipour tonsuper polo), Maggy( la meilleureenbiologie dela tomate! ) pour les petitespauses improvisées,pour l"horoscope,pour votresoutien, pourvotre écoute etpour votrerôle majeurafin quele laboratoirecontinue detourner . J"ai égalementune penséeémue pourles thésardsen pleinerédaction (Salim, Cristina,Courage,voustouchezau but), etcelui quiva bientôtcommencer (Sadhan

Good luckand allthe bestfor thenext fewmonths ).

Merci aussiaux fidèlesdu Ninkasiqui n"avaientpas encoreété citéspour tous les bonsmoments quenous avonspassés ensemble(Arnaud, Elise,Johan, Marc,

Maryline, Monica,P ascale).

7

Parceque toutne selimite pasau laboratoire.. .

Merci àCatherine etXavier pourm"avoir initié(dans ledésordre) àR ock- band, labière, lesbelles photos,les règlesdu basket(oui, j"ensuis restélà). .. ;à Juliette etRémi pourl"initiation àl"humour "machette/ ChuckNorris", àRadio- head, audomptage depanthère. .. ;àAngèlepourladécouverteduJura avecson précieux terroir,ainsique pouravoir décrochéla Lanterneaprès unpassage par l"Académie...;àNicopour tonentrain, pourcontrôler l"enfantterrible surla ban- quette arrière,pour êtrele LuckyLuke del"endormissement (qu"est-cequ"on apu en rire)...Merciàtous les6 d"êtreprésent letemps desvacances, d"unweekend, d"une soirée,d"un coupde téléphone.V otreamitié estextrêmement précieuse,elle m"a sansconteste portépendant ces4 ans. Un énormemerci égalementà mesparents quim"ont toujourssoutenu, encou- ragé, aidé,bref ,mercid"avoirtoujours étélà pourmoi ;merci aussià monfrérot qui m"asouvent conseillé(entre autrepour lesdétentes cinéma).Merci aureste de mafamille pourleur soutienindéfectible. Enfin, mesderniers remerciementssont pourMuriel :merci d"avoirrelu mon manuscrit, d"avoirtoujours cruen moi,d"avoir partagéet raisonnémes doutes, merci aussipour tonaide dansles momentsplus compliqués,merci aussipour ton attentionet tousces petitsinstants denotre vieà deuxqui fontmon bonheur.

Merci dufond ducoeur .

9

Table desMa tières

PARTIEA Introduction

1Domaines nucléaireset chromatine Page23

1.1 Organisationstructuraleet fonctionnelledela chromatine

24
Le nucléosome,l"unitéstructur alede lachromatine-

24 Un nombrelimité d"éta tschromatiniensdifférents- 28 De lafibre de10 nmà lafibre de30 nm- 28 De nombreuxindices pourl" existencede bouclesgéantes dechroma tine- 30 Territoireschromosomiques -33

1.2 Desrepliemen tscontrôlés etdynamiques

37

Méthodes dela famille 3C-

37 Des bouclesde chromatine localesenlien avecleurs fonctions -42 Repliementet définitionde domaineschroma tiniens- 44 Repliementet établissement decontactsen trechromosomes -48

1.3 Structurenucléaire etlocalisation descon tacts

52

Structured unoyau-

52 Localisationà uncom partiment actif-53 Localisationà uncom partiment répressif-56 2La réplicationdel" ADNPage59

2.1 Mécanismesg énérauxdelaréplicationde l"ADN

60

Déroulementde laréplica tion-

60 Les originesde réplication identifiéeschezl"homme parbiologiemoléculaire -63 Contrôleduchoix desORIetde leuractiv ation coordonnée- 64

2.2 Approchesg énomiquesetàha ut-débit pourl" étudedelaréplication

66
Biais decom positionennucléotides etréplica tion-

67 Identificationdesitesde liaisond ucom plexepré-réplica tif(pre-RC) -69 Détection desites d"initiation -70

Établissementd utimingderéplica tion-

71

2.3 Structurationdelachromatine associéeà laréplica tion

78

Réplicationet bouclesd" ADN-

79 Les foyersderéplication -82 Contactschromatiniens etréplication- 86

Projet dethèse Page91

PARTIEB Résult ats

3Mise enpla ced"unestratégie 4C-Seq Page95

3.1 Choixde larégion etd utype cellulaire

97
Sélection d"unerégion àtiming conservé etcon trasté(chr5:150-170Mb) -

97 Choix dutypecell ulaire- 99

3.2 Dela librairie 4Causéquençag eha ut-débit

100

Préparationdeslibr airies4C -

100 Positionnementetconception desolig onucléotides 4C- 104 Profils desPCR 4C- 104 Des PCR4C-Seq au séquençagehaut -débit-107

3.3 Bioinformatiqueettraitemen td uséquençagehaut-débit

110

Dé-multiplexerleslectures 4C-

110 Alignementsur leg énome- 112 Filtragedeslecturesenf onctionde leuralignemen t- 115

4Correspondanceentretiming deréplica tionet organisation dela

chromatinePage117

4.1 Introduction

121

4.2 Résultats

122
Les zonesd"initia tionprécocedélimitent desdomaines d"auto-inter action-

128 Les interactionsàlongue-distance reproduise letimingderéplica tion-132 Des mesuresde distancesconfirmen tla proximitédesloci précoces- 138

4.3 Discussion

140

4.4 Méthodes

1435Topologiede lachroma tine: extensiondel"anal yseà d"a utres

échelles, pointsde vueet typescell ulairesPage147

5.1 Conformationdelachromatine dansdes cellules pro-érythrocytaires

148
Conformationdelachroma tineà proximitédes pointsdevue -

148 Partenairespréf érentielsàlongue-distance- 151

5.2 Organisationlocalede lachromatineà timingconstan t

152

Détail dela régionet PCR4C-Seq -

152 Analysedes profils4C -153

5.3 Analysedespartenaires chromatiniens d"unpla teauprécoce

156

5.4 Lesl ociprécocessurpl usieursMb trans-interagissent. . . . . . . . . 158

Matérielet méthodes: Analyse destrans-interactionsdansle Hi-C- 158 Proportion d"interactionsentransle longdu chromosome-159 Chromosomes préférentiellementcontactés-164 PARTIEC Discussion

6Discussion etconcl usionPage169

6.1 L"organisationdelachromatineà grande échelleest corréléeautiming deréplica-

tion àdi fférenteséchelles .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 Conformationàl"échelle dequel quesmégabases-

169 Conformationàl"échelle depl usieursdizainesdeMb -173 Conformationàl"échelle du territoirechromosomique-173

6.2 Lesprofils d"inter actionssontmieuxdécritspar letimingquepar leniv eau de

transcription 174

6.3 Lescon tactschromatiniensdans lescellulesen phaseG0

177

6.4 Forcespourétablir cetteorg anisation dela chromatine

179

6.5 Conclusionetperspectives

180

BibliographiePage182

12

Liste desfigures

Figure1-Existence d"uneunité structurale delachromatine :le nucléosome. . . . . . . . . 25Figure2-Domaine "HistoneF old". . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Figure3-Structureet dimensionsd un ucléosome. . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Figure4-Modificationspost -traductionnellesdeshistonesdecoeur. . . . . . . . . . . 27Figure5-Principauxmodèles pourl" organisa tiondelafibrede30nm. . . . . . . . . . 29Figure6-Chromosome enmétaphase dépourvud"histones observé parmicroscopie électronique31 Figure7-Repliementde lachroma tine- modèles"polymères"a vec boucles. . . . . . . . 33Figure8-Existence deterritoires Chromosomiques. . . . . . . . . . . . . . . . . 34Figure9-Repliementhiér archiquedelachroma tine. . . . . . . . . . . . . . . . . 36Figure10-Aperçu desdi fférentesméthodes dela famille 3C. . . . . . . . . . . . . . 38Figure11-Contactscapturéspar 3Cen tredes enhancerset leursgènescibles . . . . . . . . 42Figure12-Contactentre lesrégionsdifféremmentméth yléesdul ocusH19/Igf2. . . . . . . 43Figure13-Existence dedomaines chromatiniens . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45Figure14-Structured unoyau. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53Figure15-Localisationde loci àdifférentssous-com partimentsnucléaires. . . . . . . . . 55Figure16-La réplicationdel" ADNchez leseucaryotes. . . . . . . . . . . . . . . . 61Figure17-Quelquespoin tsderégulation dela réplication. . . . . . . . . . . . . . . 65Figure18-Détection deN-domaines detiming d"après lesbiais decompositionen nucléotides . . 68Figure19-Différentesméthodes permettant ladétectiond"origines deréplica tion. . . . . . 69Figure20-Propriétés desrégions précoceset tardives dansles celluleshumainesK562 . . . . . 73Figure21-Calculdu timingmoyende réplication . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76Figure22-Foyersderéplica tiona ucoursdela phaseS. . . . . . . . . . . . . . . . 83Figure23-Coordinationdedeux fourches deréplica tionausein du mêmefoyer deréplication. . 87Figure24-Hi-C etréplica tion-leslimites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89Figure25-Choix d"unerégion àtiming deréplica tionconserv é. . . . . . . . . . . . . 96Figure26-Timingde réplication (MRT)delarégion chr5:150-170 Mb. . . . . . . . . . 98Figure27-Contrôledeladig estionsur chromatine cross-linkée. . . . . . . . . . . . . 102Figure28-Contrôledelalig ation etde laligationdela digestion parHin1II . . . . . . . . 103Figure29-Positionnementdesolig onucléotides 4C. . . . . . . . . . . . . . . . . . 105Figure30-Contrôledubon déroulementdesPCR 4C. . . . . . . . . . . . . . . . . 106Figure31-10 réplicatsdela mêmePCR 4C-Seq. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108Figure32-Possibilitéde mul tiplexerlesPCR4Cav ant séquençage . . . . . . . . . . . . 109Figure33-Des lecturesa uxprofils4C- lesétapes bioinforma tiques. . . . . . . . . . . . 111Figure34-Alignementsur leg énomehumain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113Figure35-Alignementsur leg énome- distanceausite HindIIIle plus proche. . . . . . . . 115

13

Figure36-Local chromatinpropertiesaround theten selectedviewpoin tsin PBMC. . . . . . 124Figure37-4C interactionprofilesassociated withreplica tiontiminginl ymphoblastoid cells. . 128Figure38-Entryof PHA-stim ulatedcellsintocellcycle. . . . . . . . . . . . . . . . 130Figure39-4C interactionprofilesassociated withreplica tiontiminginPBMC andPHA -stimulated

PBMC

131Figure40-The detectionof long-r angeinteractionsisindependent onthevariablechoice. . . . 132Figure41-Chromosomal domainswith oppositereplica tiontiming segregatein then uclearspace134 Figure42-LRIF signalsin PHA-stim ulatedPBMC. . . . . . . . . . . . . . . . . . 136Figure43-Viewpointslocalized onlocaltiming peaksmostl yinteract withother timing-peaked

regions

136Figure44-Inter-chromosomalLRIFsignals inresting PBMC. . . . . . . . . . . . . . 137Figure45-FISH distancemeasuremen tsconfirmtheph ysicalproximity between earlyreplica ted

regions

139Figure46-Hi-C interactionprofileacrosstiming peaks. . . . . . . . . . . . . . . . 140Figure47-Replicationdomains correspondto structural self-in teractingdomains. . . . . . 141Figure48-Profils d"interactionslocalesdes celluleslym phoblastoïdeset K562. . . . . . . . 149Figure49-Profils d"interactionsàlongue-distance descell uleslymphoblastoïdes etK562 . . . . 150Figure50-PCR 4Ca veccommepointde vuel" originederéplication àproximité dec-m yc. . . 153Figure51-Conformationdelachroma tinea usein d"unplateau précoce. . . . . . . . . . 154Figure52-Un plateauprécoceinter agitpréf érentiellementavec d"autreslociprécoces. . . . . 156Figure53-Proportion d"interactionsentrans: variationd"unchromosomeà l"a utre. . . . . . 160Figure54-Trans-partenaires lel ongdeschromosomes1 et12 . . . . . . . . . . . . . . 162Figure55-Organisationtopologique delachromatine ensuiv ant letimingderéplica tion. . . . 172Figure56-Le tauxdetr anscriptionn "expliquepasà lui-seullescontactschroma tiniens. . . . 174

14

Liste dest ableaux

Tableau1-Read numberanddistribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123Tableau2-Proportion ofreads perchromosome . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123Tableau3-Primers usedf orthe4C-Seqexperimen t. . . . . . . . . . . . . . . . . . 144Tableau4-BACclones usedforthe FISHexperimen ts. . . . . . . . . . . . . . . . . 145

15

Liste desabrévia tions

Sigle Signification

3CCapturede Conf ormationChromosomique(ChromosomeConformation Capture)

3DTridimensionnel

4CCapturecirculaire deconf ormation chromosomique

4C-SeqCapturecirculaire deconf ormation chromosomiquecoupléeàunséquençage haut -

débit

5CCopie-carbonede Capture deconformation chromosomique

AAAcideaminé

ADNAcidedésoxyribon ucléique

ARNAcideribon ucléique

ARNmARN messager

ARSSéquence deréplica tionautonome(A utonomouslyReplicating Sequence)

ATPAdénosine-5"-triphosphate

BACChromosome artificielbactérien

bpPairede base(acide nucléique)

BrdUBromodéoxyuridine

ChIPImmunoprécipitationdechroma tine

CHOCellulesd"Ovaire deHamsterChinois(Chinese HamsterOv ary) chrChromosome

CTTerritoirechromosomique (ChromosomeT erritory)

DNaseDésoxyribonucléase

ENCODEEncyclopédied" élementsADN(ENCyclopedia OfDNA Elements) FACSTricell ulaireenfonction du niveaude fluorescence(Fluorescence- activatedcellsor- ting)

FISHHybridationin-situfluorescente

GFPProtéine fluorescenteverte(Green FluorescentProtein)

HATHistone acétyltransférase

HDACHistone déacétylase

ICRRégion decon trôleparl"empreine parentale (ImprintingControl Region) kbKilobase(= 1000bp) LCRRégion decon trôledulocus (LocusControl Region) LRIFFréquenced"in teractionàlongue-distance(Long-Rang eIn teractionFrequency) MARRégion d"ancrageàlamatrice nucléaire (Matrix AttachmentRegion)

MbMégabase(= 1000kb)

McmMaintenanced uminichromosome(Mini ChromosomeMain tenance) MRTTimingde réplication moyen(MeanReplica tionTiming) ORCComplexedereconnaissance desorigines (OriginRecognition Com plex)

ORIOrigine deréplica tion

17

Sigle Signification

PBMCCellulesmononucléées dusangpériphérique PCNAAntigènenucléaire decellulesprolif éran tes(Prolifera tingcellnuclearantigen) PCRRéaction depol ymérisationenchaine(Pol ymerase ChainReaction)

PHAPhytohémagglutinine

PREElementsde réponsea uxcom plexesPolycomb (PolycombResponse Elements) pre-RCComplexepré-réplicatif RidgeRégion d"expressiongénique forte(Regionsof IncreasedGeneExpression)

RNaseRibonucléase

RPAProtéine deRéplica tionA(Replication ProteinA) RWGLMarche aléatoireav ecbouclesgéantes(Random- walk giantLoop) S/MARRégion d"ancrageàlamatrice /a usquelette (Scaffold/ Matrix AttachmentRegion) TCCCapturede conforma tionancrée(Tetheredconforma tioncapture) 18

PartieA A

Introduction

19 L"acidedésoxyribonucléique (ADN),présentdans chaquecell ule,constituele support del"inf ormationgénétique.Pour quechaquecellule possèdelemême patrimoine,l" ADNestdupliqué àl"iden tiqueavan tque lacellulene sedivise. Cetted uplication(aussiappeléeréplica tion),dureen moyenne 8hetpermet aux deux cellulesfillesde recevoir unecopie intégralede l"informa tiong énétique. Chaque cellulecontien tapproximativement2 mètresd"ADNembobinésdans un noyaudont lediamètreest200 000f oispl uspetit. Pour êtreopér ationnelpar la cellule,l"ADN n"estpas entassédemanièrealéatoire dansle noyau.Prenons un seulexem ple.Aucours dudével oppement embryonnaire,certainsgènes sont activéset d"a utressontréprimés.C"est lecasdu locus Dppa2chez lasouris qui est exprimédans lescell ulessouches, maispasdansles cellules différenciées. Cechang ementd"expressions"accom pagned"unchangemen tdanslepositionne- mentdans lenoya u: danslescellules souches,le locus Dppa2est localiséau centred unoyau,al orsqu"iladopteune positionbeaucouppl uspériphérique dans lescell ulesdifférenciées[Hirataniet al.,2010 ]. Enpar allèle,celocus, quif aisait partie despremières séquencesd upliquéesdans lescellulessouches, estrépliqué dudév eloppement,lelocusDppa2est d"abordexprimé/ dupliqué précocement / localiséau centredu noyau,puisil devientréprimé/ dupliquétardivemen t/ localiséen périphéried unoya u.Cetexem plen"est pasuncasisolé cardenom- breux locisuiven tlamêmetendance. Si aucunliende causalité nepeut êtreavancé, cetteobserv ation atteste de l"existenced"unerela tionen trel"organisa tionnucléaired"un côté(comment l"ADNse replie),et del" autre l"expression etlaréplication.Ce constatsoulève plusieursquestions. Commen tlenoyauest-il organisé, etquellesméthodologies peuventêtreutilisées pouraborder cettequestion ?Quels sont cesliens entreor- ganisationnucléaire etexpression/réplica tion? Aquel point sont-ilsrobustes? Cesquestions constitueront lefilconducteur dece manuscrit. Danslapartie résultat,nousnousf ocaliseronssur lesliens entreorganisa tionn ucléaireet répli- cation.Néanmoins, l"introd uctionseraplusg énéraleetdéfinir alecadrede cette étude. Nousaborderons doncég alement lesliensentreorganisa tionn ucléaire et latr anscriptionquisont ,de surcroit,souventpl usétudiés. Aucoursde cette introduction,noussuivrons doncla démarchesuiv ante : Toutd" abordnousdétailleronsles preuves démontr ant quelenoyau estunor- ganiteorg anisé.Cecinous amèneraàétudier comment l"ADNsereplie, quelles sontles preuves quecerepliement n" estpas aléatoire,etquelles sontlesstruc- tures nucléairesquistabilisen tces repliements.Au coursde cechapitre,l"accen t serav olontairementportésurlesliensentre organisa tionn ucléaireet transcrip- tion carils sont mieuxconnus(ceux impliquan tlaréplication seront décritsdans le chapitresuiv ant). Puis nousaborderons comment sedéroulelaréplica tion,tout d"abord endé- crivantsuccinctement lesacteursenzymatiques impliqués, puisen détaillantles méthodes permettantsonétude surle génome entier .En findechapitre,nous discuterons lesliens entre l"organisation nucléaireetledéroulementdela répli- cationa vantdeconcluresurles questionsencore ensuspens.

Domaines nucléairesetchroma tineChapitre 1

1.1Organisationstructurale etfonctionnellede lachroma tine. . . . . . . . . . . . . . . . . 24

1.1.1Le nucléosome,l"unitéstructur alede lachromatine.. . . . . . . . . . 24 Coeurdu nucléosomeet enroulement d"ADN •24 Modifications post-traductionnellesdeshistones•26 L"hypothèsed"uncode "histone" •28

1.1.2Un nombrelimité d"éta tschromatiniensdifférents.. . . . . . . . . . . 28

1.1.3De lafibre de10 nmà lafibre de30 nm.. . . . . . . . . . . . . . 28

1.1.4De nombreuxindices pourl" existencede bouclesgéantes dechroma tine.. . . 30 Les chromosomesenécouvillon •30 Les chromosomesdépourvusd"histones •30 La matricenucléair e•31 Marchede polymères d"aprèsdes hybridationsin-situ•32

1.1.5Territoireschromosomiques .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Découverte desterritoir eschromosomiquespar micro-irradiationUV •34 ChromosomeP ainting•35 Arrangementnon-aléatoire desterritoireschr omosomiques• 35 Imbrication desterritoir eschromosomiques• 35 1.2Des repliementscontrô lésetdynamiques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

1.2.1Méthodes dela famille 3C.. . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Aperçudes différentesméthodes dela famille3C •37 Discussion deschamps d"application etlimitesdu4C etdu Hi-C• 40

1.2.2Des bouclesde chromatine localesenlien avecleurs fonctions .. . . . . . . 42 Contactsenhancer -g ène• 42 Contactssilenceur -g ène• 43 Contactsentr erégionsr égulatrices•43

1.2.3Repliementet définitionde domaineschroma tiniens.. . . . . . . . . . 44 Segmentation endomaines fonctionnels• 44 Segmentation endomaines structuraux •46 Maintien desfr ontièresparCTCFet lescohésines •47

1.2.4Repliementet établissement decontactsen trechromosomes .. . . . . . . 48

Éviction duterritoir echromosomique•

49 Formationde trans-contacts •49 Approchesplus globales• 50 1.3Structuren ucléaireetlocalisa tiondes contacts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

quotesdbs_dbs7.pdfusesText_13

[PDF] définition chromosome homologue

[PDF] taille d'un chromosome humain

[PDF] longueur chromosome

[PDF] taille noyau cellule

[PDF] taille d'une molécule d'adn

[PDF] cellule taille

[PDF] taille d'un tissu d'organe

[PDF] genotype

[PDF] chronique littéraire définition

[PDF] chronique litteraire telematin

[PDF] chronique littéraire exemple

[PDF] chronique genre littéraire

[PDF] chronique adjectif définition

[PDF] comment rédiger une chronique

[PDF] definition maladie chronique