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Equipe Epigénétique: prolifération et différenciation
Epigénétique: prolifération et différenciation
Physarum polycephalum

La parfaite synchronie des quelques 500 millions de noyaux contenus dans une cellule géante (macroplasmode) de Physarum polycephalum fait de cet organisme un modèle idéal pour examiner les phénomènes nucléaires associés au cycle cellulaire. Nos travaux sont principalement focalisés sur l’étude de la réplication de la chromatine durant la phase S du cycle cellulaire ou encore sur les mécanismes de la dynamique des histones associée à la transcription.

Picture: Macroplamodes de Physarum polycephalum

La réplication de la chromatine:

Sur le plan épigénétique, la réplication de la chromatine pose deux problèmes auxquels nous nous intéressons particulièrement :

  1. La transmission des marques des histones à travers la fourche de réplication :
  2. Pour comprendre comment les marques des histones sont transmises après le passage de la fourche de réplication, il est essentiel de pouvoir déterminer le mécanisme de transfert des histones parentales vers l’ADN néo-synthétisé. Ces études sont rendues possibles en tirant profit de la parfaite et naturelle synchronisation des noyaux de Physarum en conjonction avec des approches pointues de chimie du click, de biologie et de biochimie de la chromatine.

    Picture: Hypothétiques modèles de la distribution des histones parentales et néo-synthétisées après le passage de la fourche de réplication

  3. Assemblage des histones néo-synthétisées couplé à la réplication :
  4. La transmission de l’information épigénétique lors de la réplication implique non seulement la présence de marques sur les histones, mais également la ré-acquisition de la structure chromatinienne après le passage de la fourche de réplication. Ce processus essentiel est en partie assuré par des histones nouvellement synthétisées pendant la phase S. Nous nous intéressons à comprendre les mécanismes moléculaires qui permettent le transport nucléaire des histones, leur assemblage en chromatine en coordination avec la synthèse de la double hélice. Pour cela, nous avons développé une nouvelle méthodologie qui tire avantage de l’unique capacité des plasmodes de Physarum d’incorporer des protéines exogènes. Cette approche permet de maitriser non seulement les quantités de protéines exogènes mais aussi d’incorporer de façon contrôlée des complexes composés de plusieurs sous-unités spécifiques.

    Picture: Visualisation des histones exogènes incorporées dans la chromatine d'un macroplasmode de Physarum pendant le phase S du cycle cellulaire.

La transcription de la chromatine :

La transcription est associée avec un certain nombre de modification des histones. Toutefois, le rôle que jouent ces différentes modifications dans la transcription n’est pas complètement déterminé. En analysant les incorporations d’histones présentant des mimes de modifications ou des modifications déposées chimiquement, il nous est possible de déterminer l’influence des modifications sur la transcription et la dynamique de la chromatine.

Picture: Modèle de turn-over du nucléosome favorisé par l'acétylation et la déacétylation des histones.