Fonctions biologiques de l'histone variant H2A.Z – ZFun

Les variants d'histones sont des acteurs épigénétiques clés, qui confèrent de nouvelles propriétés structurelles et fonctionnelles au nucléosome. Le variant d'histone H2A.Z, un membre de la famille H2A, existe sous deux isoformes majeures (H2A.Z-1 et -2). H2A.Z est impliqué dans plusieurs processus nucléaires, y compris la transcription, la réparation et la mitose. Les isoformes de H2A.Z sont susceptibles d'être redistribuées et recrutées à la chromatine péricentromérique / centromérique au début de la mitose, et le nucléosome centromérique H2A.Z semble avoir une structure unique. Cependant, comment les nucléosomes H2A.Z fonctionnent restent insaisissables. La réponse à ces questions permettra de faire avancer notre compréhension des bases fondamentales de l'épigénétique de la chromatine et nous éclaircira sur les mécanismes moléculaires qui sous-tendent le rôle des variants d'histones dans les troubles épigénétiques.

OBJECTIFS: Les objectifs de ce projet sont de disséquer la fonction de H2A.Z dans la mitose et la transcription ainsi que de faire la lumière sur l'implication de H2A.Z dans le développement de la peau et le vieillissement du muscle squelettique.

Méthodologie: Il s'agit d'un projet interdisciplinaire qui utilisera des méthodes de biologie structurale [diffraction aux rayons X et cryo-microscopie électronique (cryo-EM)], une cohorte de techniques de biochimie (EMSA, OH empreinte) et des essais de pull-down), la protéomique et des approches à l'échelle du génome (ARN-seq, ChIP-seq, MeDip-seq) pour comprendre la fonction de H2A.Z à la fois dans la mitose et la transcription. Des lignées uniques de souris knock-out conditionnelles (cKO) seront utilisées pour éliminer les deux isoformes H2A.Z dans la peau ou le muscle squelettique, analyser les phénotypes résultants et ainsi déterminer le rôle de H2A.Z dans le renouvellement de la peau et le vieillissement musculaire.

Consortium: Il s’agit ici d’un projet collaboratif interdisciplinaire impliquant quatre équipes de recherche situées à Strasbourg, Grenoble et Lyon. Nous combinons nos efforts et nos expertises respectives en biochimie de la chromatine, protéomique, biologie cellulaire, génétique de la souris biologie structurale et biophysique afin de comprendre les fonctions biologiques de H2A.Z.

Résultats attendus et impact: Ce projet devrait générer de nouvelles connaissances concernant: (i) l'implication de H2A.Z dans la mitose et la compréhension de sa fonction mitotique, (ii) l'implication de H2A.Z dans la transcription basale et activée (iii) son rôle dans la formation de la peau et (iv) le vieillissement du muscle squelettique grâce aux modèles cellulaires et murins. Les connaissances fondamentales qui en découleront permettront une meilleure compréhension de la structure du génome et des mécanismes génétiques et épigénétiques qui sous-tendent les fonctions des variants d'histones dans la modulation du paysage chromatinien et élucider leur rôle dans des processus aussi importants que la formation et le vieillissement des organes.

Intérêt biomédical: Une compréhension de l'organisation de la chromatine contenant des variants d’histones ainsi que le rôle joué par H2A.Z dans cette organisation est essentiel pour comprendre au niveau moléculaire la genèse de plusieurs maladies graves associées à des défauts de ségrégation chromosomique ou de cytokinèse. Ces défauts sont à l’origine de l'aneuploïdie méiotique qui est une des causes majeures d'avortements spontanés, d'infertilités et de malformations congénitales, y compris les syndromes Down, Edwards et Patau qui affectent une proportion significative de nouveau-nés chaque année. Ce projet devrait permettre de mieux comprendre les mécanismes moléculaires à l'origine de ces troubles génétiques.