Dynamique de la chromatine des gènes œstrogéno-régulés – SinFONIE

Les réponses cellulaires aux stimuli environnementaux nécessitent souvent une induction transcriptionnelle rapide de gènes spécifiques, qui sont en quelque sorte «ciblés» en quelques minutes, bien qu'ils représentent une infime fraction de la séquence d'ADN entière dans le noyau. Le génome est fortement organisé au sein des noyaux des cellules eucaryotes, et un grand nombre de travaux ont mis en corrélation les localisations de gènes par rapport aux repères nucléaires, ou certaines configurations de génomes, avec la régulation du métabolisme de l'ADN. Les compartiments actifs et inactifs forment des domaines topologiquement séparés présentant des signatures de modifications de la chromatine et des facteurs recrutés par eux. Dans les domaines, les amplificateurs peuvent contacter les promoteurs spécifiquement ou sélectivement sur des distances génomiques courtes ou longues, habituellement en cis. Les amplificateurs, y compris les super-amplificateurs, sont connus pour interagir de manière stochastique, une caractéristique particulièrement pertinente au cours de la différenciation cellulaire. Cependant, il n'est toujours pas clair si la transcription proprement dite entraîne une réorganisation spatiale et comment nous pouvons utiliser cette information pour mieux comprendre les réponses cellulaires dans des contextes normaux et pathologiques. De plus, la dynamique de tels processus est mal comprise et principalement corrélative. Par l'imagerie des cellules vivantes, nous avons récemment démontré que l'initiation de la transcription confine rapidement le locus transcrit et que la dynamique de la chromatine se produit dans les grands domaines du mouvement coordonné avec des frontières abruptes seulement dans les cellules activement transcrites. Pour ce faire, nous avons développé deux nouvelles méthodes complémentaires, l'une pour le suivi des particules, la technologie propriétaire ANCHOR pour étiqueter jusqu'à trois locus d'ADN spécifiques, et une pour la détermination du flux des protéines fluorescentes et de l'ADN dans le noyau entier. Ces approches nous donnent une opportunité sans précédent d'évaluer le mécanisme par lequel la topologie de la chromatine évolue et contribue au contrôle transcriptionnel dans les cellules vivantes. Nous proposons une approche multi-échelles sondant la conformation du domaine de la chromatine et la dynamique des gènes cibles d'œstrogènes rapidement inductibles dans les cellules tumorales mammaires. L'imagerie des cellules vivantes sera combinée avec la capture du promoteur Hi-C et la modélisation des polymères pour demander comment la réorganisation structurelle régule la production transcriptionnelle, et comment cela peut être perturbé. Un aperçu de la biologie des chromosomes et des développements technologiques favorisera de nouvelles applications pour le diagnostic et la découverte de médicaments.