Rôle de la dynamique des variantes des histones médiée par chaperons d'histones au cours de la transcription

par Julia Torne Cortada

Projet de thèse en Biologie cellulaire

Sous la direction de Geneviève Almouzni et de Guillermo Orsi.

Thèses en préparation à Paris Sciences et Lettres , dans le cadre de Complexité du vivant , en partenariat avec DYNAMIQUE NUCLÉAIRE (laboratoire) et de Institut Curie (Paris) (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2016 .


  • Résumé

    Les nucléosomes constituent l'unité d'organisation la plus fondamentale de la chromatine et modulent tous les processus basés sur l'ADN, y compris la réplication, la réparation, la recombinaison et la transcription. Pour permettre et de l'ARN de contrôle Pol II activité transcriptionnelle, la dynamique des nucléosomes dans les régions transcrites impliquent l'échange d'histone, l'expulsion, le déplacement, le recyclage des vieux histones et le dépôt de nouvelles. Des nucléosomes perturbés par le passage de l'ARN polymérase doivent ensuite être ré-assemblés pour assurer l'intégrité de la chromatine et maintenir l'information épigénétique. Comment cette dynamique des nucléosomes et la transcription sont-elles coordonnées? La dynamique des nucléosomes dépendent de machineries de dépôt histone spécialisées reposant sur chaperons d'histones. Parmi eux, le chaperon d'histones HIRA contribue à l'enrichissement du variant d'histone H3.3, spécifiquement dans promoteurs des gènes et des de gènes activement transcrits, où H3.3 remplace progressivement H3.1. Nous avons récemment développé une analyse d'image pour étudier la façon dont ces acteurs sont liés les uns aux autres et à l'ARN Pol II dans les noyaux. Cependant, la coordination spatio-temporelle précise entre la transcription et de la dynamique des histones, ainsi que les conséquences de perturbations à ce niveau pour les évènements de transcription sont moins bien documentés. Afin de suivre la dynamique des histones avant, pendant et après l'activation de la transcription, nous allons exploiter les outils pour suivre histone H3.1 et de la dynamique de H3.3 dans un système inductible de l'activation et de la répression transcriptionnelle. La combinaison de ce système avec l'approche de la technologie SNAP-tag, nous permettra de suivre le sort des histones pré-existantes ou des histones nouvellement déposées dans les régions transcrites, en mettant l'accent sur la comparaison des régions sensibles à l'état stationnaire transcription. Dans l'ensemble, ces travaux ont pour objectifs d'élucider la dynamique des variants d'histones/chaperones d'histones au cours des réponses rapides de la transcription et de comprendre son rôle dans ce processus.

  • Titre traduit

    Role of histone variant dynamics mediated by histone chaperones during transcription


  • Résumé

    Nucleosomes constitute the most fundamental organization unit of chromatin and modulate all DNA-based processes including replication, repair, recombination and transcription. To allow and control RNA Pol II transcriptional activity, nucleosome dynamics in transcribed regions involve histone exchange, eviction, displacement, recycling of old histones and deposition of new ones. Nucleosomes disrupted by RNA Polymerase passage need to be subsequently re-assembled to ensure chromatin integrity and epigenetic information maintenance. How are this nucleosome dynamics and transcription coordinated? Nucleosome dynamics depend on specialized histone deposition machineries relying on histone chaperones. Among them, the histone chaperone HIRA mediates H3.3 enrichment, specifically at gene promoters and transcribed gene bodies, where H3.3 progressively replaces H3.1. We have recently developed an image analysis pipeline to study spatial relationship to describe how these actors relate to each other and to RNA Pol II within the nuclei. However, the precise spatio-temporal coordination between transcription and histone dynamics, as well as the consequences of perturbations at this level for subsequent rounds of transcription are less well documented. In order to track histone dynamics before, during and after transcriptional activation we will exploit tools to follow histone H3.1 and H3.3 dynamics in an inducible system of transcriptional activation and repression. Combining this system with the the SNAP-tag approach, we will follow the fate of pre-existing versus newly-deposited histones at transcribed regions, with a focus on comparing transcriptionally-responsive regions to steady-state transcription. Together, we expect to elucidate the role of histone chaperone/variant dynamics during fast transcriptional responses.