Étude du repliement tridimensionnel de la chromatine en domaines topologiques

Mon projet de these a consiste a etudier les mecanismes du repliement tridimensionnel du genome dans les cellules eucaryotes. L'organisation des chromosomes est etroitement liee a la regulation de nombreuses fonctions biologiques, telles que le controle de l'expression genique, la replication de l'ADN ou encore la stabilite genomique. Recemment, la methode de « chromosome conformation capture » Hi-C, qui permet de generer des profils d'interactions chromatiniennes moyennes a partir d'ensemble de cellules, a revele que le genome de nombreuses especes se replie en domaines genomiques appeles « topological associating domains » (TADs). Les TADs sont apparus etre des elements majeurs de la regulation du genome par leur capacite a definir spatialement des domaines fonctionnels. Cependant, le repliement des TADs en cellules individuelles ne peut etre caracterise par la methode de Hi-C, ainsi, la structure de ces domaines reste inconnue. En utilisant des techniques de marquage fluorescent d'ADN combines a de la microscopie en super-resolution, j'ai pu caracteriser chez la drosophile l'organisation tridimensionnelle de la chromatine en une serie d'unites discretes qui correspondent aux TADs. Ces resultats suggerent que chez cette espece, les TADs forment de veritables domaines physiques qui caracterisent un niveau d'organisation structurale des chromosomes en cellules uniques. L'application de ces approches experimentales chez la souris a revele que les TADs mammiferes forment des unites heterogenes dont la structure depend notamment de leur etat epigenetique. Cette variabilite structurale est cependant associee a la segregation des TADs adjacents, qui se trouve renforcee durant la differentiation cellulaire. Ces travaux ont ainsi permis une caracterisation detaillee de l'organisation des TADs en cellule uniques, et mes resultats sont consistants avec leur role propose dans la definition spatiale d'unites genomiques fonctionnelles.