L'EQUIPE M3V: MODELISATION MULTI-ECHELLES DE LA MATIERE VIVANTE

COLLOQUE
Vers une architecture fonctionnelle du chromosome eucaryote
UPMC, Paris, 9-10 avril 2009




ABSTRACTS


Cédric Vaillant

Comment la séquence induit le positionnement des nucléosomes


Brigitte Hartmann
 
Propriétés dynamiques des séquences nucléosomales positionnantes


Julien Mozziconacci
 
Modelisation 3D de la fibre de chromatine

A.I. & Computational biology, Computer Lab, Cambridge University et LPTMC, UPMC, Paris

Je presenterai les outils à notre disposition pour modéliser la structure multi-échelles de la fibre de chromatine.


Amélie Leforestier

Comment analyser l'architecture du chromosome à l'échelle de la microscopie électronique ?


Aurelien Bancaud

Structure de la chromatine et stabilité des compartiments nucléaires: une étude de diffusion en milieu fractal
A. Bancaud, S. Huet, N. Daigle, J. Mozziconacci, J. Beaudouin, J. Ellenberg

Dans la cellule, la structure de la chromatine est hétérogène avec des régions denses et peu transcrites (hétérochromatine), et d'autres peu denses et riches en gènes actifs (euchromatine). Il est souvent admis que l'hétérochromatine est, du fait de sa forte densité, inaccessible aux polymérases, ce qui assure son état fonctionnel. En utilisant des méthodes d'imagerie dynamique, nous proposons de tester cette hypothèse, et de sonder l'organisation de la chromatine en nous appuyant sur les modèles d'encombrement moléculaire.
Nous vérifierons trois conséquences liées aux variations de densité entre hétérochromatine et euchromatine : l'hétérochromatine doit être le siège d'effets de volume exclu, la diffusion doit y être ralentie, et les interactions moléculaires y sont stabilisées.
Nous montrerons enfin que tous ces effets sont cohérents avec une organisation fractale de la chromatine, et nous déduirons des exposants structuraux pour l'hétérochromatine et l'euchromatine permettant de prédire la dynamique des protéines dans ces compartiments.
 

Emmanuelle Fabre
Chromosome arm length in yeast interphase determines subtelomeres positionning and associations

Christophe Zimmer
Towards image-based reconstruction of chromosome architecture in yeast

Alain Arnéodo

Organisation nucleosomale des genes de la levure: une regulation fine de la transcription
A. Arnéodo, C. Vaillant, L. Palmeira, G. Chevereau, B. Audit, Y. d’Aubenton-Carafa and C. Thermes

Laboratoire Joliot Curie et Laboratoire de Physique, Ecole Normale Supérieure de Lyon
46 Allée d'Italie, 69364 Lyon Cedex 07, France

In yeast, recent genomewide experimental mappings of nucleosome occupancy have revealed a patchy landscape characterized by an alternance of nucleosome depleted regions (NDR), highly organized regions with a nucleosome repeat length (NRL) of about 165 bp and fuzzy regions. The mechanisms that control the chromatin pattern at specific genomic loci ant their coupling to the regulation of transcription and replication remain to be elucidated. However, at genes, increasing evidence indicates that the promoter chromatin architeture specifies to a large extend the strategy of transcriptional regulation. In this talk, we enlighten new regulation mechanisms that involve the intra-genic chromatin structure. When ordering yeast genes by the distance L that separates the first (5’) and the last (3’) nucleosomes, the resulting 2D map reveals a strikingly organized nucleosome distribution that results from the confinement induced by stable nucleosome excluding barriers at both gene extremities according to equilibrium statistical ordering principles. Depending on the distance L, we identified successive « crystal » gene domains where gene chromatin is characterized by a single bounded NRL, 150 bp < NRL ~ L/N < 210 bp, where N (from 2 to 9) is the number of regularly positioned nucleosomes. Interestingly, at the transition between the N and N+1 crystal domains, we observed « bistable » genes with seemingly fuzzy chromatin that actually results from a statistical mixing of the two successive crystal states, one with a rather expanded chromatin (NRL ~ L/N) and the other one with a more compact one (NRL ~L/(N+1)). Finally, we show that, within each crystal domain, the expression level tends to decrease when the NRL increases, and that bistable genes, consistently with their dynamic chromatin, present significantly higher transcriptional plasticity and sensitivity to disrupting chromatin regulators. Altogether our results shed a new light on the role of chromatin structure and dynamics on gene expression regulation.



Christophe Lavelle

Polymorphisme de la chromatine: origine et fonction

Une connaissance précise de la chromatine et de son constituant élémentaire, le nucléosome, est nécessaire pour espérer progresser dans la compréhension des différents processus que sont la transcription, la réparation, la réplication ou la recombinaison de l'ADN chez les eucaryotes. Il est maintenant évident que, plus qu'un simple porteur passif de l'information génétique, l'ADN est un véritable acteur dans la formation et la dynamique de la chromatine, et participe ainsi pleinement à la régulation des différentes transactions dont il est l'enjeu. Je discuterai notamment les différentes facettes du polymorphisme de la chromatine ainsi que la topologie de la fibre de chromatine.


 
Jean-Baptiste Boulé
Structures secondaires de l'ADN et organisation de la chromatine

Kathrin Marheineke
Le programme spatio-temporel de réplication chez le Xénope
Hélène Labit, Irène Perewoska, Olivier Hyrien, Kathrin Marheineke

Laboratoire de Génétique Moléculaire, UMR 8541, Département de Biologie, Ecole Normale Supérieure, 46, rue d’Ulm, 75005 Paris ; marheine @ biologie.ens.fr

La régulation de l’activation des milliers d'origines de réplication pendant la phase S dans le génome eucaryote supérieur reste relativement inconnue. Il est cependant essentiel pour le maintien de la stabilité génomique que toutes les séquences soient répliquées avant l’entrée en mitose. Dans les embryons précoces de Xénope avant la MBT, la phase S est très courte et la réplication démarre à des intervalles rapprochés et sans spécificité de séquence contrairement aux cellules différenciées. Nous avons montré par peignage moléculaire de l’ADN qu’il existe néanmoins dans le système in vitro de Xénope une régulation temporelle de la phase S dépendant de kinase « checkpoint » ATR en absence ou présence d’un stress réplicatif. De plus nous avons observé que des grands domaines chromatiniens se répliquent au même moment d’un cycle cellulaire à l’autre mais que les origines sont activées de façon stochastique par rapport aux séquences au sein de ces domaines. Ceci impliquerait une régulation épigénétique de l’activation temporelle des origines au niveau des foyers de réplication à un moment du développement où la transcription zygotique est absente.



Olivier Hyrien

Programme spatiotemporel de réplication des chromosomes chez l'homme