Etude de la dynamique de la chromatine par des techniques de molécules uniques

Chromatin dynamics studied by single molecule techniques

• Auteur / Autrice : Gaudeline Wagner
• Direction : Jean-Louis Viovy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Interfaces Physique - Biologie
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biophysique

ADN

Chromatine

Nucléosomes

Résumé

Nous avons sondé deux aspects de la dynamique des fibres de chromatine individuelles: (i) leur cinétique d'assemblage dans un flux hydrodynamique, et (ii) leur réponse mécanique à des contraintes rotationnelles. L'assemblage de la chromatine a été étudié avec différents systèmes biologiques: des extraits cellulaires et des histones purifiées. Nous avons optimisé le dispositif expérimental pré-existant et établi une méthode d'analyse quantitative des réactions ayant lieu près des surfaces. Cela nous a permis de mettre en évidence les rôles respectifs de différents facteurs dans le processus d'assemblage. Nous avons ensuite utilisé un montage de pinces magnétiques afin d'exercer des contraintes mécaniques contrôlées sur des fibres de chromatine. Cette expérience a montré que, sous l'effet d'une forte contrainte de surenroulement positif, le nucleosome subissait une transition structurale vers un état que nous avons nommé réversome. Les implications biologiques de cette transition ont été examinées. La mécanique des fibres contenant le variant centromérique de l'histone H3, CENP-A, a également été étudiée.

We investigated two sides of single chromatin fibers dynamics: (i) chromatin assembly kinetics in a shear flow, and (ii) chromatin mechanical behavior under supercoiling constraints. Chromatin assembly was studied using different assembly Systems, cellular extracts and purified histones. We optimized the existing set-up and developed a method to quantitatively analyze surface reactions. The influence of several factors on the assembly was then underlined. A magnetic tweezers set-up was then used to exert controled mechanical constraints on chromatin fibers. Under high positive supercoiling, the nucleosome was shown to undergo a structural transition towards an altered state we named reversome. The biological relevance of this transition was discussed. The mechanical response of fibers containing the centromeric variant of histone H3, CENP-A, was also investigated.