Dynamics and physical properties of the chromatin after DNA damage

par Sébastien Herbert

Thèse de doctorat en [Frontières du vivant]

Sous la direction de Christophe Zimmer et de Emmanuelle Fabre.

Soutenue en 2014

à Paris 7 , dans le cadre de École doctorale Frontières du vivant .


  • Résumé

    Au cours de la dernière décennie, l'organisation et la mobilité de la chromatine se sont imposées comme des facteurs épigénétiques majeurs. Elles affectent et sont affectées par plusieurs mécanismes biologiques fondamentaux, telles l'expression des gènes et les cassures double brin (DSB). Pour ce projet, nous avons choisi l'eucaryote unicellulaire Saccharomyces cerevisiae comme organisme modèle en raison de sa structure nucléaire relativement simple, son génie génétique simplifié et sa grande base bibliographique. De plus, les petites dimensions de la levure bourgeonnante facilitent une acquisition rapide d'un large volume de données et une analyse statistique robuste. Enfin, une partie des mécanismes biologiques fondamentaux, telle la réparation de l'ADN étudiée ici, est hautement conservée chez les eucaryotes. En comparant nos données expérimentales d'organisation nucléaire à des données simulées, produites en parallèle de ce travail, basées sur la physique des polymères, nous avons démontré que l'auto-organisation des chromosomes est suffisante pour reproduire l'organisation globale observée expérimentalement. Nous avons ensuite décrit la mobilité d'un subtélomère à l'aide d'un système dédié de microscopie par fluorescence et de nouvelles analyses numériques. Cette mobilité présente 2 régimes : sous diffusif à court terme (typique d'un polymère) et confiné à long terme (en partie dû à l'encombrement du noyau et à l'ancrage des chromosomes). Enfin, nous avons étudié l'origine de l'augmentation de la mobilité des chromosomes après l'induction de DSB. Nous avons également démontré l'absence de modification de la rigidité et de la compaction de la chromatine après cassure.


  • Résumé

    During the last decade, organization and mobility of the chromatin have emerged as major epigenetic factors. They affect and are affected by a number of fundamental biological mechanisms such as gene expression and double¬strand breaks (DSB). For this project, we chose the eukaryotic unicellular Saccharomyces cerevisiae as a model organism because of its relatively simple nuclear structure, simplified genetic engineering and large bibliographie database. Moreover, the small dimensions of the budding yeast facilitate a rapid acquisition of large datasets and a robust statistical analysis. Finally, a part of fundamental biological mechanisms, such as DNA repair investigated in this work, are highly conserved in eukaryotes. By comparing our experimental data of nuclear organization to simulated data, produced in parallel of this work, based on polymer physics, we have demonstrated that chromosomes self-organization is sufficient to reproduce the experimentally observed global organization. We then described die mobility of a subtelomere using a dedicated fluorescence microscopy system and new numerical analyzes. This mobility can be represented by 2 diffusion models at different lime intervals: short-tenu subdiffusion (typical in die case of a polymer) and long-term confinment (partly due to die crowded environment and chromosome anchoring). Finally, we studied the origin of the increased mobility of chromosomes after induction of DSB. We have also demonstrated the absence of modification of the chromatin's stiffness and compaction after DSB.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (151) p.)
  • Annexes : 175 réf.

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  • Cote : TS (2014) 216
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