Identification à l'échelle du génome des sites de fixation à la base exacte des ligands de l’ADN G4 – NEMESES

L’ADN contenant des répétitions de 3 ou 4 guanines successives peut former spontanément des structures supramoléculaires nommées G-quadruplex (G4s). Comme ces structures non-canoniques sont susceptibles de se former dans toutes les régions riches en guanines, ceci suggère qu’elles peuvent jouer un rôle important dans les processus biologiques clés. Il est actuellement proposé que les G4 puissent représenter un troisième niveau de régulation génétique et les données accumulées suggèrent que les G4 peuvent être liées aux maladies humaines ; par conséquent, ces structures font l’objet d'un nombre considérable d’études. Cependant, la nature dynamique de ces structures rend leur identification extrêmement difficile dans les cellules vivantes et déterminer leur importance biologique représente donc un véritable défi.
La connaissance associée aux structures G4, en particulier leur localisation dans le génome et leur dynamique dans les cellules, sont des aspects importants pour la poursuite de l'étude des fonctions du G4 et de leur implication dans la biologie et la médecine. Le but de ce projet est de développer et utiliser des techniques qui vont permettre de surmonter les limitations actuelles de la cartographie des G4 dans les cellules et d'identifier des loci spécifiques des G4 au niveau du génome. Ce projet développera des approches innovantes pour explorer les relations structure/fonction de l’ADN basées sur le couplage de nouveaux agents chimiques fonctionnels de piégeage (ligands de G4) avec un séquençage de l’ADN à haut débit pour i) cartographier directement et globalement les structures G4 dans le cellules et ii) révéler leurs rôles fonctionnels et régulateurs dans les cellules de mammifères.
Ces objectifs seront atteints par la synthèse de petites molécules, non-alkylantes et alkylantes, spécifiquement modifiées et sélectives pour les G4s. Elles permettront l’identification systématique à l’échelle du génome des sites de fixation des ligands G4, et celle des domaines riches en guanines formant des quadrulexes dans les cellules vivants. De plus, l’utilisation de ces nouveaux ligands rendra possible la conception et le développement d’une nouvelle méthode de séquençage chimique combinée à l’immunoprécipitation (Chem-IP-Seq) pour cartographier les sites de fixation des ligands G4 à la base exacte.
Notre approche combinée devrait apporter des réponses aux questions actuelles concernant les séquences consensus formant des G-quadruplexes in vivo, contribuant ainsi à une meilleure compréhension de leur accessibilité, leur dynamique et leur rôles régulateurs et en particulier, leurs liens avec des mutations associées à des maladies. Pour la première fois, la cartographie des sites de fixation des ligands G4 à la base exacte permettra de lier précisément la réponse cellulaire à une région génomique. Le but général de ce travail est de valider les G4s comme des cibles thérapeutiques et d’établir une cartographie du transcriptome dont les réponses biologiques dépendent du repliement et dépliement des G4s.