– Nucleoplat

La transcription eucaryote est un mécanisme fondamental de régulation de l?expression des gènes avec d?importantes implications dans la santé humaine. Le nucléosome ? le composé clef de la chromatine ? représente un obstacle pour de nombreux processus cellulaires qui requièrent l?accessibilité de facteurs protéiques à leurs séquences cibles, en particulier l?ARN polymérase. Afin de surpasser l?obstacle, la cellule utilise différentes stratégies dont les modifications des histones, le remodelage de la chromatine et les variants d?histones. Des protéines modifiant la chromatine régulent la transcription en modulant l?accessibilité de l?ADN d?un gène cible envers l?ARN polymerase, par exemple par déacétylation / acétylation des queues des protéines des histones du nucléosome, induisant ainsi une transition d?un état répressif vers un état actif de la transcription. A ces protéines régulatrices sont associés des enzymes de remodelage tel que les complexes SWI/SNF ou MI2/NuRD qui induisent le glissement ou remplacement des histones par des variants d?histones dont la présence est caractéristique de gènes transcriptionnellement actif. Comprendre les mécanismes moléculaires par lesquels des complexes de modification ou remodelage de la chromatine modulent la transcription est crucial autant pour des raisons fondamentales que pour des applications thérapeutiques dans le cadre de cancer ou d?autres maladies tel que des maladies de la peau ou des maladies immunes. Le but de ce projet innovateur est la reconstitution de nucléosomes humains recombinant afin d?utiliser le c?ur de leur structure comme plate-forme pour assembler des complexes régulateurs contenant des enzymes de modification et de remodelage de la chromatine. Le projet se focalisera en particulier sur (i) le complexe NuRD qui contient des activités de déacétylation et remodelage d?histones, et (ii) sur les acétyltransférases de différentes familles comme GCN5 et le co-activateur des récepteurs stéroïdiens SRC1. La relation structure-fonction de ces complexes ? préparés soit en tant que sous-unités ou domaines interagissant avec le nucléosome ou en tant que complexes entier si ils peuvent être isolés sous forme homogène ? sera étudiée par une approche de biologie structurale intégrative incluant biologie moléculaire, biochimie, biophysique, bio-informatique, et utilisant en parallèle cristallographie et cryo-microscopie électronique (cryo-ME). Afin d?obtenir une interprétation détaillée au niveau moléculaire, des structures cryo-ME de particules isolées seront déterminées à une résolution de 10-6 Å par traitement avancé d?images enregistrées sur un microscope électronique à haute résolution qui vient d?être installé. Les structures seront analysées en lien avec les structures du nucléosome et des complexes déterminées au cours de ce projet, intégrant des données fonctionnelles disponibles ou nouvellement obtenues. Le savoir-faire des techniques nécessaires est bien établi dans les deux groupes partenaires, formant ainsi une équipe interdisciplinaire, soutenue par des services et plateaux techniques en imagerie, en biologie structurale et génomique, et en bio-informatique. L?étude de la régulation et dé-régulation de la transcription associée à la chromatine pourra à long terme contribuer au développement de nouvelles applications thérapeutiques.