Caractérisation physique et fonctionnelle d'une nouvelle classe de particules subnucléosomales spécifiques des éléments cis-régulateurs des mammifères – CRE-subnucleosome2

La liaison des facteurs de transcription (TFs) sur les éléments cis-régulateurs (CREs) est une étape majeure de la régulation de l’expression des gènes. Le génome des mammifères est empaqueté en nucléosomes, qui inhibent la liaison des TFs sur l’ADN. Les remodeleurs sont recrutés au niveau des CREs pour ouvrir la chromatine et faciliter la liaison des TFs, selon un mécanisme mal caractérisé. Les partenaires 1, 2 et 5 ont récemment identifié une nouvelle classe de particules subnucléosomales associées à 50-80 bp d’ADN, localisées au niveau des promoteurs, enhancers et sites CTCF. Nous avons démontré que BRG1, la sous-unité catalytique du remodeleur SWI/SNF, est requise pour générer ces particules aux enhancers des cellules souches embryonnaires (ES). Nous avons montré que ces subnucléosomes 50-80 bp interagissent in vivo avec le facteur OCT4, qui contrôle le phénotype des cellules ES. Cette interaction est indépendante de la présence d’un motif de liaison à l’ADN pour OCT4 dans la particule, suggérant une interaction entre OCT4 et un nouveau domaine formé par les histones, accessible uniquement sur le subnucléosome. Cette interaction permet une extension d’un facteur 10 de l’intervalle génomique occupé par OCT4 au niveau de son site consensus sur l’ADN nu. Ces résultats identifient un nouveau mécanisme utilisé par OCT4, et potentiellement d’autres TFs, pour augmenter leur niveau d’interaction avec les CREs.
Dans le projet CRE-subnucleosome2, nous analyserons la nature et la fonction de ces particules subnucléosomales, et nous définirons la base structurale de l’interaction entre OCT4 et le subnucléosome. Nous purifierons les particules subnucléosomales 50-80 bp présentes à chaque catégorie de CREs, et nous les caractériserons par Cryo-EM, protéomique, études d’interactions in vitro et modélisation informatique. Nous identifierons les TFs qui interagissent avec ces particules, ainsi que les remodeleurs qui génèrent ces subnucléosomes à chaque catégorie de CREs.