Analyses intégratives du variant d’histone H2A.Z au niveau moléculaire, fonctionnel et structural – EpiVarZ

Les variants d’histones sont des régulateurs épigénétiques majeurs de la transcription, de la réplication et de la réparation de l’ADN, et de la recombinaison. Leur déposition et éviction de sites spécifiques de la chromatine sont des processus fortement régulés qui sont médiés par des chaperonnes spécifiques qui font généralement partie de grands complexes de remodelage/modification de la chromatine. Comment ces machines moléculaires reconnaissent spécifiquement les variants d’histones, quels sont les mécanismes de déposition et d’éviction de la chromatine, et quelle est leur régulation, sont des questions auxquelles il est essentiel de répondre.
H2A.Z1 et H2A.Z2 sont deux proches variants appartenant à la famille de l’histone canonique H2A. Les auteurs de cette demande on fait des découvertes essentielles sur les chaperonnes d’histone YL1 et ANP32E, leur reconnaissance spécifique de H2A.Z, ainsi que leur mode de déposition et d’éviction de H2A.Z de la chromatine. En nous appuyant sur ces études, nous nous proposons d’étudier comment ces processus sont régulés, d’identifier les chaperonnes spécifiques de H2A.Z1 et H2A.Z2, et de définir les fonctions de ces deux variants au cours de la mitose, du développement, de l’homéostasie tissulaire et de la tumérogénèse.
Des approches utilisant des cellules MEF génétiquement modifiées, dans lesquelles les gènes de ces variants encodent une étiquette d’affinité, serviront à identifier des chaperonnes spécifiques de H2A.Z1 et H2A.Z2. Ces approches seront aussi utilisées pour identifier les chaperonnes et complexes impliqués dans la déposition/éviction de ces variants spécifiquement durant la mitose et pour définir la localisation de chaque variant dans le génome au cours du cycle cellulaire. Les composants de nouveaux complexes, en particulier de nouvelles chaperonnes, seront identifiés, leur structure résolue par diffraction des rayons X, et les bases moléculaires de la reconnaissance spécifique de H2A.Z1 et H2A.Z2 caractérisées.
Nous définirons aussi comment les chaperonnes YL1 et ANP32E interagissent avec les complexes SRCAP et P400, en identifiant leurs partenaires directs et en étudiant si et comment la formation de ces complexes affecte l’activité de ces chaperonnes. Nous utiliserons des souris contenant des allèles floxés des gènes H2afz1 et H2afz2 pour inactiver les protéines correspondantes dans les hépatocytes adultes, étudiant ainsi leur rôle dans l’homéostasie cellulaire, et dans un modèle murin de mélanome, étudiant ainsi leur rôle en tumorogénèse. Nous génèrerons aussi des cellules souche embryonnaires où les gènes de H2afz1 et H2afz2 peuvent être inactivés pour étudier le rôle de ces variants dans la mitose, la viabilité, la pluripotence et la différentiation.
Ce projet présente des approches fonctionnelles, structurales et génétiques pour adresser des problématiques essentielles sur les variants H2A.Z, allant de la structure atomique de leurs chaperonnes, la biochimie de leur déposition et de leur éviction du nucléosome, jusqu’à leurs fonctions dans les tissus murins et la tumorogénèse. Nous sommes convaincus que le consortium formé pour ce projet est unique pour pouvoir étudier ces problématiques de manière intégrative, permettant ainsi une compréhension inégalée et en profondeur de ces variants d’histones.