– ChromStrucEI

Notre objectif est de comprendre l'organisation de la chromatine au sein du noyau cellulaire et les mécanismes physicochimiques qui régissent les transitions structurales spatiales et temporelles liées au fonctionnement cellulaire. Si l'on connaît la structure de l'ADN et du nucléosome, les niveaux supérieurs d'organisation du matériel génétique sont en effet encore incompris. On sait que le matériel génétique se trouve toujours sous forme dense, mais son degré de condensation peut varier avec des concentrations locales en nucléosomes variant de 100 à 500mg/ml. Nos objectifs sont plus précisément de: i- Détecter et de déterminer la structure locale de la chromatine native in situ dans divers types cellulaires et les variations locales de cette organisation. Cette analyse structurale s'appuiera sur la connaissance déjà acquise des solutions de nucléosomes isolées préparées à des concentrations comparables et sur les résultats des points ii et iii). ii- Etudier les variations de conformation de la particule cœur du nucléosome en solution en fonction de l'environnement ionique, de la présence ou non de certaines de ses extrémités protéiques, et de la présence d'autres nucléosomes à leur voisinage. iii- Contrôler le processus de condensation de la chromatine en solution, de manière à former soit des fibres de 30 nm isolées soit des agrégats de chaînes entremélées. La structure des deux types d'échantillons concentrés pour atteindre les concentrations de la chromatine native sera analysée à haute résolution. Et de comprendre les mécanismes qui régulent les interactions ADN/protéines au sein de la chromatine et plus précisément : i- Les effets électrostatiques qui régissent les interactions mises en jeu dans les complexes ADN/protamine, ADN/histones H1 et ADN/cœur d'histones au sein du nucléosome et de la chaîne de chromatine. ii- L'effet de la molécule d'ATP sur ces interactions, en raison de son rôle crucial in vivo. Les approches expérimentales combinent : i- Des méthodes de biochimie et biologie moléculaire pour reconstituer des nucléosomes à partir d'ADN et d'histones recombinantes. ii- Des méthodes ultrastructurales à haute résolution : cryomicrocopie électronique sur des particules isolées ou sur des cryocoupes du matériel vitrifié, diffraction des rayons X à l'aide de microfaisceaux, et diffusion des rayons X (SAXS). iii- Des approches physicochimiques (diffusion de la lumière, mesures de mobilité électrophorétique). Les résultats suivants sont attendus : i- comprendre comment sont contrôlées les interactions ADN-protéines au sein du nucléosome, ii- quelles sont, en fonction de différents paramètres, les conformations adoptées par le nucléosome i) isolé, ii) au sein de la chaîne de chromatine, et iii) au sein du noyau, et enfin comment les interactions entre nucléosomes déterminent différentes organisations supramoléculaires des nucléosomes entre eux au sein du noyau.