Analyse et interprétation d'expériences de diffusion facilitée de protéines individuelles sur l'ADN

par Natacha Porté

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Pierre Desbiolles.

Soutenue en 2010

à Paris 6 .

mots clés

• Molécule unique
• Interactions ADN-protéine
• Enzymes de restriction

Résumé

Depuis quelques années, des expériences à l’échelle de la molécule individuelle ont permis d’apporter des informations nouvelles sur de nombreux processus impliqués dans le fonctionnement cellulaire, et en particulier les interactions entre ADN et protéines. Il est aujourd'hui possible, et c'est une des thématiques développées dans l'équipe « optique et biologie » du laboratoire Kastler Brossel, de visualiser par microscopie de fluorescence des protéines individuelles interagissant avec des molécules d'ADN étirées et positionnées sur une surface. Notre équipe aborde en particulier un problème important en biochimie : la diffusion facilitée des protéines sur l’ADN. Certaines protéines spécifiques de site sont en effet capables de trouver leur cible sur l’ADN avec une efficacité remarquable, en interagissant avec de l'ADN à proximité de la séquence-cible. Dans ce cadre, notre équipe a montré que l'enzyme de restriction EcoRV diffuse linéairement et saute le long de l’ADN pour atteindre sa cible. Mon apport à cette thématique se situe en aval de ces expériences. J'ai d'une part développé des outils d'analyse des films obtenus dans nos expériences afin d'en extraire précisément et rapidement la trajectoire d'EcoRV lors de son mouvement le long de l'ADN, puis de déterminer le coefficient de diffusion linéaire ainsi que la distribution des sauts de l'enzyme. J'ai également proposé une approche d'analyse par ondelettes des images de ces films. D'autre part, j'ai implémenté des simulations Monte-Carlo destinées à reproduire les distributions expérimentales de sauts de l'enzyme. J'ai ainsi pu caractériser les sauts trop petits pour être détectés par des méthodes optiques.

Titre traduit

Analysis and interpretation of experiments about facilited diffusion of individual proteins along DNA

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