Assemblage de complexes épigénétiques dans le temps et dans l’espace – EpiCAST

L’action collaborative de différents régulateurs transcriptionnels contrôle la transcription par l’ARN polymérase II (Pol II), sous-tendant l’identité et la fonction de toute cellule eucaryote. Une transcription régulée repose sur des complexes de régulation de la transcription qui sont recrutés sur la chromatine par des facteurs de transcription gènes-spécifiques pour faciliter l’assemblage du complexe de pré-initiation de la Pol II. De nombreux complexes de régulation de la transcription ou de modification de la chromatine sont des assemblages de plusieurs protéines, partageant souvent certaines sous-unités. Un processus décisionnel sophistiqué doit donc être mis en place dans la cellule pour diriger et contrôler la formation de ces complexes. A ce jour, les mécanismes d’assemblage multi-protéiques sont très peu connus et relativement peu explorés. Des avancées technologiques récentes ont déclenché un intérêt nouveau concernant la biogénèse de complexe multi-protéique, établissant un nouveau domaine de recherche.
Pour s’attaquer à cette question essentielle en biologie, les partenaires Français et Allemands vont élargir leur collaboration de longue date. L’utilisation de technologies de pointe, leur permettra de cartographier les voies d’assemblage de ces complexes dépendant d’interactions co-traductionnelles ou dépendant de protéines chaperons. Ensemble, ils vont identifier des intermédiaires d’assemblage, les protéines chaperons impliquées et la dynamique des (sous-)complexes cytoplasmiques ou nucléaires. Les partenaires se concentreront sur un facteur général de transcription (TFIID) et sur des complexes de modification d’histones (SAGA, ATAC, SET1/MLL), tous liés à des pathologies humaines. Cette collaboration EpiCAST se forme sur des projets et des publications communs ainsi que sur leur participation aux mêmes réseaux européens.
Les partenaires Français et Allemand d’EpiCAST vont étudier les voies de biogénèse de ces facteurs clés dans la régulation de la transcription avec les buts suivants :
1. Disséquer les mécanismes d’assemblage co-traductionnels et identifier les intermédiaires d’assemblage de ces complexes.
2. Identifier les protéines chaperons nécessaires pour l’assemblage de ces complexes de régulation transcriptionnelle.
3. Explorer la dynamique de l’assemblage de ces complexes dans les cellules vivantes.

La biogénèse de ces complexes multi-protéiques sera analysée de façon systématique par une combinaison d’approches associant la protéomique quantitative, l’immuno-précipitation des ARN, l’ingénierie cellulaire, l’hybridation par fluorescence in situ de molécules uniques, l’imagerie sur cellules vivantes en super-résolution et l’utilisation de puces de gènes synthétiques. Les données quantitatives obtenues permettront de déduire des modèles cinétiques pour les voies d’assemblage de ces complexes. Nous allons altérer ces modèles par des expériences de perturbation en analysant des mutants de TFIID associés à des pathologies, en caractérisant les conséquences de la perte de protéines contenant des domaines WD40 et en testant des molécules inhibitrices de WDR5, un composant clé de huit régulateurs chromatiniens. Les résultats de ce projet permettront de mieux comprendre les mécanismes cellulaires contrôlant la biogénèse de complexes de régulation transcriptionnelle et de modification de la chromatine qui pourront également à d’autres complexes ayant des fonctions différentes. Nous anticipons que le projet EpiCAST aura un impact majeur sur la recherche biomédicale en amenant des évolutions conceptuelles en biologie cellulaire.