Interaction entre les télomères et a membrane nucléaire dans les cellules humaines: dynamique et mécanisme moléculaire

par Ganna Kychygina

Projet de thèse en Sciences de la vie et de la santé

Sous la direction de Laure CrabbÉ.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Structure et Dynamique des Systèmes Vivants , en partenariat avec Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC) (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2015 .


  • Résumé

    Les télomères forment les extrémités des chromosomes linéaires et protègent le matériel génétique des dégradations et de la fusion entre plusieurs chromosomes. Ils consistent en une séquence répétitive de nucléotides TTAGGG, et leur intégrité et leur longueur sont contrôlées par un complexe de protéines appelé Shelterin. Durant l'interphase, le noyau est fortement compartimentalisé. Cette découverte à permis l'identification des territoires chromosomaux, et supporte l'hypothèse que cette organisation spatiale du génome joue un rôle essentiel dans la régulation des gènes et dans la stabilité du génome. Chez la levure bourgeonnante, les télomères s'organisent en amas à la périphérie du noyau. Cette localisation est présumée cruciale pour le silençage des télomères, probablement par la création de sous-compartiments nucléaires enrichis en facteurs de silençage. La fixation des télomères chez la levure consolide la protection des télomères en prévenant la recombinaison de leurs séquences répétitives. La dynamique des télomères joue aussi un rôle important durant la méiose chez la levure et les mammifères. Leur agglomération sur l'enveloppe nucléaire est cruciale pour l'appariement correct des chromosomes à la méiose, ainsi que pour la recombinaison des chromosomes homologues. Chez l'humain, les télomères sont attachés à l'enveloppe nucléaire durant l'assemblage nucléaire post-mitotique. Objectifs: Le but de ce projet est l'investigation des mécanismes dépendants du cycle cellulaire qui permettent la fixation des télomères à l'enveloppe nucléaire chez l'humain. Les résultats du projet montreront la capacité des protéines du complexe Shelterin fixées aux télomères à interagir avec les protéines de l'enveloppe nucléaire, et à maintenir la fixation des télomères durant l'assemblage du noyau. Le projet mesura ainsi l'impact de ces interactions pour la localization des télomères, ainsi que pour l'organisation du génome et sa regulation. Les expériences porteront sur différents types cellulaires humains: cellules primaires, cancéreuses, et cellules provenant de syndromes liés au vieillissement prématuré. Je utilisera différentes techniques: culture tissulaire de cellules humaines, biochimie, et microscopie, en particulier l' imagerie à super résolution et de cellules vivantes.

  • Titre traduit

    Interaction between telomeres and the nuclear envelope in human cells: dynamics and molecular mechanism


  • Résumé

    Telomeres, the natural ends of linear chromosomes, protect our genetic material from degradation and our chromosomes from fusion. They consist of tandem TTAGGG repeats and are regulated by a protein complex that controls telomere length and telomere integrity, called shelterin. The interphase nucleus is highly compartmentalized, and during the last decades it has become clear that chromosomes occupy specific discrete territories. This spatial organization of the genome has emerged as an essential aspect of gene regulation and genome stability. In budding yeast, telomeres are organized in clusters enriched at the nuclear periphery. This localization is thought to be critical for telomere silencing, likely by creating a nuclear sub-compartment enriched for silencing factors. Binding of budding yeast telomeres to the nuclear envelope also protects telomeric repeats from recombination, adding a new dimension to telomere protection9. Telomere dynamics also play an essential function during meiosis in yeast and mammals. Their clustering to the nuclear envelope has been shown to be crucial for proper meiotic pairing and the recombination of homologous chromosomes. In human cells, telomeres are tethered to the nuclear envelope specifically during post-mitotic nuclear assembly. Objectives The goal of this project is to investigate how human telomeres are tethered to the nuclear envelope in a cell cycle dependent manner. This project will determine whether proteins from the Shelterin complex at telomeres are able to interact with proteins from the nuclear envelope to initiate and maintain telomere tethering during nuclear assembly. It will also address the significance of such interactions, for telomere localization but also for genome organization and regulation. These experiments will be performed on human cells: primary cells, cancer cells, and cells from premature aging syndromes. I will use a variety of techniques: tissue culture of human cells, biochemistry, and microscopy including super-resolution and live cell imaging.