DNA replication in budding yeast : link between chromatin conformation and kinetics of replication

par Claire Panciatici

Thèse de doctorat en Sciences de la vie et de la santé

Sous la direction de Arach Goldar.

Le président du jury était Sébastien Bloyer.

Le jury était composé de Arach Goldar, Sébastien Bloyer, Benoît Le Tallec, Jean-Marc Victor, Benjamin Audit, Nick Gilbert, Javier Pérez.

Les rapporteurs étaient Benoît Le Tallec, Jean-Marc Victor.

  • Titre traduit

    Réplication de l'ADN chez la levure de boulanger : lien entre la conformation de la chromatine et la cinétique de la réplication


  • Résumé

    L’information génétique contenue dans le noyau de la cellule doit être dupliquée fidèlement afin d’être transmise aux cellules filles pendant la division cellulaire. Pour organiser leur division, les cellules suivent un cycle reproductible composé de quatre étapes appelé cycle cellulaire. La préparation et l’exécution du programme de réplication de l’ADN ont lieu pendant des phases spécifiques du cycle grâce à l’intervention de multiples partenaires protéiques et de régulateurs structuraux. En particulier, la réplication de l’ADN s’effectue sur une matrice complexe constituée d’ADN associé à des protéines appelée chromatine. Cette dernière influence et est influencée par la réplication de l’ADN. Le travail présenté ici a pour objectif de faire le lien entre la conformation de la chromatine et la cinétique de réplication de l’ADN. Pour ce faire, nous combinons plusieurs techniques. La cytométrie de flux nous permet de suivre la quantité d’ADN présent dans une population de cellules et, à l’aide d’une méthode développée dans notre laboratoire, d’extraire le programme de réplication moyen d’une population de cellules. La technique de SAXS fournit des informations sur l’organisation locale des protéines et de l’ADN in vivo. Nos données peuvent être interprétées comme un cristal liquide avec un ordre nématique et une faible longueur de corrélation, ce qui suggère que la chromatine de la levure est majoritairement dépourvue d’une organisation en fibre de 30nm in vivo. Par ailleurs, par la méthode de peignage d’ADN, nous reproduisons les résultats précédemment obtenus montrant que la distance entre zones répliquées est d’environ ~60kb qui correspond à la distance entre des origines de réplication identifiées. Cependant, d’après l’étude du comportement dynamique de l’initiation, nous proposons que les initiations sont plus fréquentes que ce qui a été mesuré précédemment et correspondent à la distance entre les protéines MCM disposées sur le génome.


  • Résumé

    Genetic information carried in the cell nucleus must be faithfully duplicated to be transmitted to daughter cells during cell division. In order to orchestrate their division, cells go through a reproducible 4 stages cycle called «cell cycle». The preparation and execution of the DNA replication program is restricted to specific phases and implies many proteic and structural regulators. In particular, DNA replication occurs on a complex template of DNA associated with proteins. The latter is both influencing and influenced by DNA replication. This work aims at investigating the link between chromatin conformation and the kinetics of DNA replication. In order to do so, we combine several techniques. Using flow cytometry, we follow the evolution of a cell population with regards to their DNA content and, with a method developed in our laboratory, decipher the population averaged temporal program of DNA replication. SAXS data provide information on the local organisation of protein and DNA in vivo. Our data can be interpreted as a liquid crystal with a nematic order and a short correlation length, which suggest that yeast chromatin in vivo is predominantly devoid of 30 nm fibres organisation. On the other hand, we performed DNA combing to study the replication program in single cells. We reproduce previously obtained result showing that distance between replicated tracks is of ~60kb which corresponds to the distance between known origins of replication. However, studying the behaviour of initiation, we propose that the initiation events are more frequent than previously measured and correspond to distances between MCMs proteins loaded on the genome.


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