Projet ANR-15-CE12-0007 – DNA-Life : Impact de l'achitecture nucléaire sur la longévité
Programme : Génétique et génomique: relation génotype-phénotype, interactions génome-environnement, épigénétique (DS0405) 2015
Année de financement : 2015
Coordinateur du projet : Madame Angela Taddei (Institut Curie - UMR3664)
Montant : 500000.0 euros
Date de début : 2015
Durée : 42 mois
Résumé : L'organisation tridimensionnelle du génome est clairement liée à sa fonction puisqu’elle varie au cours du cycle cellulaire et de la différenciation. Cependant, la relation de causalité entre cette organisation et les fonctions nucléaires reste souvent insaisissable. La levure bourgeonnante s’est révélée un excellent système modèle pour tester le rôle fonctionnel de l'organisation spatiale du génome. Des travaux menés au cours des deux dernières décennies ont révélé une organisation définie, bien que dynamique, du génome de la levure, qui influe sur l'expression des gènes et la stabilité du génome par des mécanismes encore mal compris.
La plupart de ces études ont été menées dans des conditions de culture riches en nutriments sur des cellules en croissance exponentielle. Cependant ces conditions sont rares dans la nature et les levures comme de nombreux organismes sont le plus souvent dans un état de quiescence. Malgré l'omniprésence et l'importance de la quiescence, nous avons une compréhension limitée de la nature de cet état qui peut varier en fonction de l'histoire de la cellule. En effet, S. cerevisiae peut atteindre différents états de quiescence - en fonction des conditions induisant la sortie du cycle cellulaire - avec des conséquences très différentes sur la survie à long terme. Etudier les principales caractéristiques des différents états de quiescence est donc essentiel pour comprendre les mécanismes qui étendent la durée de vie.
Nous avons récemment montré que les chromosomes adoptent une organisation spatiale distincte selon l'état métabolique de la cellule. En particulier, après épuisement des sources de carbone, les télomères se regroupent au centre du noyau en un foyer unique ou "hypercluster", contraignant ainsi l'organisation globale du génome. Cette organisation est spécifique des cellules quiescentes capables de maintenir la viabilité à long terme et contribue à la longévité des cellules quiescentes par un mécanisme qui reste à élucider.
Ici, nous visons à disséquer les mécanismes qui régulent la dynamique de l'architecture nucléaire en fonction  des conditions environnementale et à étudier comment cette architecture peur influencer la survie des cellules à long terme. 
Par une combinaison d’approches de biologie cellulaire, génétiques et omiques, nous étudierons les relations entre l’organisation spatiale du génome, l’expression des ARN (codants et non codants), la stabilité du génome et la longévité des cellules quiescentes (Guidi et al, en revue).
Ce projet adressera deux questions complémentaires:
1.	Quels sont les mécanismes qui sous-tendent la dynamique de l'architecture nucléaire en réponse aux changements de conditions environnementales ? 
Nous étudierons d’une part les paramètres physiques de la chromatine en étudiant la dynamique et la structure à haute résolution de la chromatine et de facteurs associés aux télomères par des approches basées sur l’imagerie de molécules uniques D’autre part, nous mènerons des cribles génétiques et protéomiques pour identifier les facteurs moléculaires qui régulent le regroupement des télomères en fonction de l’état métabolique des cellules.
2.	Comment l’organisation spatiale du génome contribue-t-elle à longévité des cellules quiescentes? 
Nous explorerons trois scénarios possibles: i) cette organisation contribue à la régulation de l’expression d’ARN codants ou non codants importants pour la survie cellulaire à long terme ou lors du retour à la croissance; ii) cette organisation favorise la stabilité du génome; iii) cette organisation permet la séquestration de facteurs qui peuvent avoir des effets nuisibles ailleurs dans la cellule lors d'une quiescence prolongée.
Etant donné que les études menées sur la survie des cellules quiescentes chez la levure ont souvent été prédictives des processus qui influent sur la durée de vie d’autres espèces, nous prévoyons que des principes fondamentaux ressortent de nos études avec de larges implications dans d'autres organismes.