DS0401 - Une nouvelle représentation du vivant

ANALYSE DE LA DYNAMIQUE DE MARQUES EPIGENETIQUES PAR CHIP-SEQ SUR CELLULES INDIVIDUELLES AU COURS DE LA PHASE S ET DE L’EMBRYOGENESE CHEZ DES MAMMIFERES – CELLECTCHIP

CELLECTCHIP

Dynamique de marques épigénétiques sur cellules individuelles <br />

Analyse de la dynamique de marques epigenetiques sur cellules individuelles au cours de la phase s et de l’embryogenese chez des mammiferes

Dans les cellules eucaryotes, la mise en place, le changement et/ou la transmission d’informations ou marques épigénétiques portées par la chromatine représente un enjeu majeur pour les fonctions cellulaires et le destin cellulaire. Appréhender la dynamique de ces marques est donc critique pour comprendre les mécanismes qui régissent le maintien des fonctions cellulaires et le statut de différentiation, notamment lors de l’apparition d’un état pathologique. L’objectif du projet est de caractériser à l’échelle du génome la dynamique de la distribution génomique de variants d’histones et de modifications post-traductionnelles d’histones dans trois cas différents : la mise en place de ces marques, leur maintien et leur suppression (effacement).? <br /> <br />Nous exploiterons deux contextes biologiques pendant lesquels l’organisation en chromatine et les marques d’histones sont remodelés par des mécanismes dynamiques qui ont des effets différents : la phase-S du cycle cellulaire pour le maintien de ces marques et l’inactivation puis la réactivation du chromosome X paternel au cours du développement embryonnaire de la souris pour le changement de ces marques. Nous développerons de nouvelles technologies de ChIP- seq utilisant des systèmes de micro fluidique et de code barre de l’ADN qui nous permettront de pouvoir utiliser un très petit nombre de cellules (centaines), mais surtout de pouvoir identifier des séquences provenant de cellules individuelles. Nous combinerons ces technologies avec des modèles biologiques nous permettant de discriminer (1) les histones provenant des nucléosomes parentaux des histones constituants les nouveaux nucléosomes assemblés au cours de la progression de la phase-S et (2) dans un embryon pré-implantatoire de souris les cellules ayant un chromosome X actif d’un chromosome X inactif.? <br />

Nous allons développer de nouvelles technologies de ChIP -Seq utilisant des approches en microfluidique et code-barre ADN qui dépassent les limites des méthodes actuelles de ChIP –Seq.
Nous développons egalement développer de nouvelles approches biochimiques permettant la sélection de la chromatine nouvellement répliquée.
Nous serons alors en mesure de générer au niveau de cellules individuelles, des cartes de marques d'histone ( des variants d'histones et PTM ) dynamique dans le contexte de la progression de la phase S et de inactivation et la réactivation du chromosome X pendant l'embryogenèse précoce.

À ce stade d’avancement du projet, nous sommes en mesure d'isoler les nucléosomes nouvellement assemblés pendant la phase S et capable d’obtenir des données de ChIP-seq de cellules individuelles avec 2000 cellules et avec une grande profondeur de séquence.

Ce projet permettra de faire des avancées majeures dans le domaine de l’épigénétique grâce à une approche originale. En effet, nous aurons accès à (1) un niveau d’information provenant de cellules individuelles et (2) qui va au-delà d’une description statique du paysage épigénétique, car nous caractériserons la dynamique de variants d’histones et de modifications post-traductionnelles au cours de la phase-S et pendant le développement embryonnaire pour le chromosome X. Cette vision dynamique devrait contribuer à une meilleure compréhension de mécanismes épigénétiques à un niveau de résolution encore jamais atteint à ce jour et à développer de nouvelles technologies axées sur des cibles épigénétiques pour le développement de traitements médicaux et une médecine personnalisée.

Prendergast, L. , Muller, S., Liu, Y., Huang, H., Dingli, F., Loew, D., Vassias, I., Patel, D. J., Sullivan, K. F. and Almouzni, G. (2016) The CENP-T/-W complex is a binding partner of the histone chaperone FACT. Genes Dev 30, 1313-1326.

Gura

Dans les cellules eucaryotes, la mise en place, le changement et/ou la transmission d’informations ou marques épigénétiques portées par la chromatine représente un enjeu majeur pour les fonctions cellulaires et le destin cellulaire. Appréhender la dynamique de ces marques est donc critique pour comprendre les mécanismes qui régissent le maintien des fonctions cellulaires et le statut de différentiation, notamment lors de l’apparition d’un état pathologique. L’objectif du projet CELLECTCHIP est de caractériser à l’échelle du génome la dynamique de la distribution génomique de variants d’histones et de modifications post-traductionnelles d’histones dans trois cas différents : la mise en place de ces marques, leur maintien et leur suppression (effacement).
Nous exploiterons deux contextes biologiques pendant lesquels l’organisation en chromatine et les marques d’histones sont remodelés par des mécanismes dynamiques qui ont des effets différents : la phase-S du cycle cellulaire pour le maintien de ces marques et l’inactivation puis la réactivation du chromosome X paternel au cours du développement embryonnaire de la souris pour le changement de ces marques. Nous développerons de nouvelles technologies de ChIP-seq utilisant des systèmes de micro fluidique et de code barre de l’ADN qui nous permettront de pouvoir utiliser un très petit nombre de cellules (centaines), mais surtout de pouvoir identifier des séquences provenant de cellules individuelles. Nous combinerons ces technologies avec des modèles biologiques nous permettant de discriminer (1) les histones provenant des nucléosomes parentaux des histones constituants les nouveaux nucléosomes assemblés au cours de la progression de la phase-S et (2) dans un embryon pré-implantatoire de souris les cellules ayant un chromosome X actif d’un chromosome X inactif.
Ce projet permettra de faire des avancées majeures dans le domaine de l’épigénétique grâce à une approche originale. En effet, nous aurons accès à (1) un niveau d’information provenant de cellules individuelles et (2) qui va au delà d’une description statique du paysage épigénétique, car nous caractériserons la dynamique de variants d’histones et de modifications post-traductionnelles au cours de la phase-S et pendant le développement embryonnaire pour le chromosome X. Cette vision dynamique devrait contribuer à une meilleure compréhension de mécanismes épigénétiques à un niveau de résolution encore jamais atteint à ce jour et à développer de nouvelles technologies axées sur des cibles épigénétiques pour le développement de traitements médicaux et une médecine personnalisée.

Coordinateur du projet

Monsieur Jean-Pierre Quivy (Institut Curie CNRS UMR 3664)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

IC partner Heard Institut Curie UMR 3215
HiFiBiO HiFiBiO SAS
CNRS UMR8231 Laboratoire de Biochimie ESPCI
IC partner Quivy-Almouzni Institut Curie CNRS UMR 3664

Aide de l'ANR 669 891 euros
Début et durée du projet scientifique : septembre 2014 - 36 Mois

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