Organisation dynamique de l’hétérochromatine au cours du développement chez Arabidopsis thaliana – Dynam'Het

Chez les eucaryotes, l’ensemble des processus moléculaires liés à l'ADN est étroitement associé à la chromatine. Celle-ci est non seulement l’architecte du génome, mais aussi le support de l’information épigénétique, du niveau nucléosomal jusqu’aux plus hauts niveaux d’organisation.
Sachant que l’ensemble des cellules d’un organisme partage le même matériel génétique, les marques épigénétiques constituent les principales cibles d’étude visant à la compréhension des mécanismes impliqués dans l’établissement et la propagation des profils d’expression génique propres à une cellule. Cette information épigénétique doit donc être conservée de façon stable, afin de maintenir un état chromatinien propre à chaque lignée cellulaire. Elle doit néanmoins rester modulable afin de pouvoir être modifiée de façon dynamique au cours de la différenciation et de la reprogrammation cellulaire.
Les mécanismes permettant à la chromatine de se réorganiser au cours du développement sont non définis à ce jour. Cependant, les variants d’histone ainsi que les modifications post-traductionnelles associées apparaissent comme des acteurs essentiels de cette dynamique au cours du développement chez les animaux et les plantes.
Une réorganisation majeure de la chromatine s’opère au cours des premiers jours du développement post-embryonnaire chez Arabidopsis, affectant notamment des domaines spécifiques qui acquièrent progressivement une structure hétérochromatinienne mature. Notre projet a pour but de caractériser les mécanismes impliqués dans la réorganisation de la chromatine au cours du développement post-embryonnaire et d’identifier les principaux acteurs impliqués. L’organisme modèle Arabidopsis thaliana est un système unique pour développer cette problématique, de par la facilité à réaliser des études par génétique inverse et à suivre expérimentalement l’organisation de l’hétérochromatine. Nous ciblerons le rôle des variants d’histone H3 et la régulation de ces derniers par des chaperonnes d’histone au cours de la mise en place de la chromatine.
Nos objectifs principaux seront (i) l'obtention d'une vue exhaustive des loci hétérochromatiniens concernés par cette réorganisation, leur statut transcriptionnel ainsi que les modifications post-traductionnelles des histones associées à ces loci, (ii) la caractérisation de la fonction des différents variants d’histone H3 ainsi que leurs modifications post-traductionnelles et enfin (iii) l'identification du rôle de leurs chaperonnes respectives lors de la maturation de l’hétérochromatine au cours du développement.
Dans cette optique, nous combinerons des méthodes classiques de génétique inverse et de biologie moléculaire, avec le développement de nouvelles méthodes comprenant les techniques de FISH ADN et ARN optimisées par la technologie LNA en 3D et en tissus intacts.
En étudiant la réorganisation de la chromatine dans le contexte physiologique du développement post-embryonnaire précoce, nous espérons identifier les mécanismes de régulation de la dynamique hétérochromatinienne, et apporter des éléments essentiels à la compréhension du rôle des variants d’histone H3 et de leur régulation par des chaperonnes d’histone spécifiques dans la mise en place de la chromatine au cours du développement.