Projet ANR-12-BSV5-0017 – CHROME : Mécanismes du remodelage de la chromatine
Programme : Blanc - SVSE 5 - Physique, chimie du vivant et innovations biotechnologiques (Blanc SVSE 5)
Année de financement : 2012
Coordinateur du projet : Monsieur Richard LAVERY (Bioinformatique: Structures et Interactions, Bases Moléculaires et Structurales des Systèmes Infectieux)
Partenaires : Bases Moléculaires et Structurales des Systèmes Infectieux; Institut Albert Bonniot - Ontogenèse et Oncogenèse Moléculaire; Laboratoire de Biologie et Modélisation de la Cellule; Laboratoire Interdisciplinaire de Physique
Montant : 532730.0 euros
Date de début : 2013
Durée : 48 mois
Résumé : Sonder la dynamique structurale de la chromatine au niveau moléculaireLa chromatine module la lecture des instructions génétiques contenues dans notre séquence d'ADN. Elle implique la formation de multiples complexes protéiques et plusieurs niveaux d'organisation structurale. Notre but est de décortiquer les modifications de ces structures au cours du cycle cellulaire qui permettent la lecture, la réplication, et la réparation de l'ADN
Analyser le fonctionnement et les dysfonctionnements génétiques liés à la constitution, à la stabilité, et au positionnement des nucléosomesL'empaquetage de l'ADN au sein du noyau cellulaire, à travers la formation des nucléosomes et leur organisation au sein de la chromatine, constitue un niveau de contrôle de l'expression génétique qui est à la fois complexe et subtile. Pour sonder ces mécanismes, et les pathologies qui peuvent subvenir en cas de dysfonctionnements, il est nécessaire de bâtir des modèles au niveau moléculaire qui permettront ensuite de comprendre comment des changements au sein des nucléosomes influencent leur comportement et leurs interactions avec d'autres acteurs cellulaires. À terme, ces modèles devront permettre de concevoir des techniques pour moduler le comportement des nucléosomes et atteindre des cibles biologiques ou thérapeutiques.
Comprendre le remodelage de la chromatine au niveau moléculaire par la juxtaposition de techniques expérimentales et théoriquesLe projet CHROME exploit les outils de la biologie moléculaire, la biochimie, les méthodes biophysique et la modélisation pour analyser les modifications de la structure, de la stabilité, et du placement des nucléosomes. Ceci implique des techniques expérimentales novatrices permettant de sonder et de visualiser des nucléosomes individuels et la conception de nouvelles approches de modélisation adaptées aux complexes moléculaires de grande taille
Résumé de la soumission : Ce projet cible une meilleure compréhension des mécanismes de fonctionnement des machines de remodelage de la chromatine. Il intègre une combinaison innovatrice d'approches expérimentales et théoriques et se base sur la découverte récente d'un intermédiaire insoupçonné du remodelage. Le remodelage de la chromatine est un processus indispensable aux cellules eucaryotes, impliqué dans le contrôle de l'expression des gènes, les phénomènes épigénétiques et diverses pathologies humaines. Malgré plusieurs années d'étude, on ne sait toujours pas comment les machines multicomposants du remodelage fonctionnent. Les expérimentateurs associés à ce projet ont récemment réalisé une percée significative en montrant que le remodelage n'est pas nécessairement un processus continu, comme il est généralement supposé.  Ils ont montré que, au moins dans le cas de RSC, ce processus implique deux étapes distinctes, et passe par la formation d'un intermédiaire, appelé "remosome", contenant 35 à 40 paires de bases en plus par rapport aux nucléosomes ordinaires. En collaboration avec une équipe spécialisée dans la modélisation des biomacromolécules et leurs complexes, ce projet cible la caractérisation  du remosome en terme de structure et de stabilité, une compréhension des détails du mécanisme de remodelage à deux étapes, et l'analyse de l’influence des facteurs d'environnement et de composition sur ce processus. Ce projet est construit sur une combinaison d'approches biophysiques, biochimiques, biologiques et de modélisation. L'expertise reconnue des équipes participant et des allers-retours constants entre expérience et théorie fourniront les outils nécessaires pour décrypter un processus à la fois complexe et vital avec un impact significatif pour la biologie fondamentale et pour la médecine.
Résultats : Voir prooduction scientifique.
Perspectives : Comprendre l'impact de changements dans la constitution de nucléosomes et prédire les conséquences biologiques à travers la conception de modèles intégrant l'ensemble des informations expérimentales et biophysiques obtenues lors du projet
Publications et brevets : Nous démontrons que la phosphorylation du N-terminal de la protéine centromérique CENP-A (une variante de l'histone nucleosomal H3) est nécessaire pour pouvoir recruter la protéine CENP-C (potentiellement à travers une autre protéine «pont« 14-3-3). Ceci constitue un pas vital dans le processus complexe de la division cellulaire. 
D. Goutte-Gattat, M. Shuaib, K. Ouararhni, T. Gautier, D.A. Skoufias, A. Hamiche, S. Dimitrov (2013) PNAS 110, 8579-8584.