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Accueil > Départements > Biologie des Génomes > Daan NOORDERMEER : Dynamique de la Chromatine

Équipe Dynamique de la Chromatine

Comment la structure de la chromatine influence l’activité des gènes ? L’équipe Dynamique de la Chromatine étudie cette question en reliant épigénétique et organisation tridimensionnelle de l’ADN en utilisant des approches de biologie des systèmes. Quatre projets sont en cours actuellement : (1) la dynamique de la structure de l’ADN au cours du cycle de vie des mammifères et pendant la carcinogenèse, (2) l’organisation tridimensionnelle des domaines épigénétiques impliquées dans la régulation des gènes, (3) la régulation coordonnée de réseaux de gènes par des mécanismes épigénétiques et (4) la variabilité de l’organisation tridimensionnelle de l’ADN au sein des populations cellulaires et son influence sur l’expression des gènes dans des cellules individuelles.

Membres de l’équipe

Daan NOORDERMEER – Chef d’Equipe
Marine BEINAT – Chercheur sabatique INRA
Sébastien BLOYER – Professeur Université Paris-Sud
Li-Hsin CHANG – Chercheur Post-Doctorant
Benoit MOINDROT –
           Maître de conférences Université Paris-Sud
Vincent PIRAS – Chercheur Post-Doctorant
Charbel SOUAID – Doctorant


Projets de recherche

L’équipe Dynamique de la Chromatine a été fondée en 2014. Nous étudions comment la structure de l’ADN régule l’activité des gènes chez les mammifères. En particulier, nous nous intéressons aux fonctions régulatrices des mécanismes épigénétiques, à l’organisation 3D du génome, et comment ces deux composantes agissent de concert. Pour répondre à ces questions, nous étudions des cellules de souris en utilisant une combinaison d’approches génomiques (ChIP-seq, Hi-C, 4C-seq), d’imagerie (microscopie fluorescente conventionnelle et confocale), de biochimie et de bio-informatique.

L’équipe est dirigée par Daan NOORDERMEER. Sébastien BLOYER, professeur d’épigénétique et de biologie moléculaire à l’Université Paris-Saclay, mène ses recherches au sein de l’équipe.

Nos activités de recherche s’articulent en quatre thématiques :


La dynamique de la structure de l’ADN au cours du cycle de vie des mammifères et pendant la carcinogenèse
Responsable : Daan NOORDERMEER

Les cellules de mammifères présentent une capacité proliférative différente en fonction du cycle de vie. Les cellules souches embryonnaires ont un fort taux de prolifération et sont capables de se différencier en n’importe quel type cellulaire. Les cellules différenciées et les cellules en cours de vieillissement perdent leur capacité proliférative et de différenciation. Bien que les cellules cancéreuses acquièrent un fort taux de prolifération, elles ont en général perdu leur capacité de différenciation.

Des cellules à différents stades de leur cycle de vie, présentent des différences spécifiques dans la structure de leur ADN et l’organisation tridimensionnelle de leur génome. Une comparaison systématique de la dynamique des états chromatiniens pendant le cycle de vie n’a toujours pas été réalisée. Dans ce but, nous utilisons des approches de biologie des systèmes en utilisant la bioinformatique pour relier l’organisation globale des noyaux au niveau cellulaire (microscopie confocale), les modifications des histones (ChIP-seq) et l’organisation tridimensionnelle du génome à haute résolution (Hi-C) dans les cellules souches embryonnaires, dans les cellules différenciées jeunes et âgées, et dans les cellules cancéreuses.


Organisation tridimensionnelle des domaines épigénétiques impliquées dans la régulation des gènes
Responsable : Daan NOORDERMEER

Les régions génomiques enrichies par les mêmes modifications d’histones adoptent des conformations tridimensionnelles nucléaires compartimentés (PMID : 21998387). L’omniprésence de ces structures est aujourd’hui bien établis (PMID : 25497547) mais ses rôles biologiques restent mal compris.

Nous utilisons de nouvelles stratégies pour modifier localement la structure de la chromatine, en remplaçant certaines marques épigénétiques à des endroits particuliers du génome. En comparant des expériences de ChIP, de 4C-seq et d’analyse de la transcription à haute sensitivité (TaqMan-qPCR) nous étudions comment ces modifications influencent la structure 3D de la chromatine, et quels sont leurs effets sur l’activité et la régulation de la transcription.


Régulation coordonnée de réseaux de gènes par des mécanismes épigénétiques
Responsable : Sébastien BLOYER

De nombreux gènes impliqués dans un processus biologique commun présentent une synchronisation de leur expression, alors que ceux-ci sont disséminés dans le génome. Nous émettons l’hypothèse que des mécanismes de régulations épigénétiques spécifiques, ainsi que l’organisation nucléaire, pourraient participer à la coordination de la transcription de nombreux gènes appartenant à un même réseau (PMID : 25801168).

Nous analysons les mécanismes de régulations épigénétiques permettant l’expression synchronisée des centaines de gènes participant à biogenèse des ribosomes chez les mammifères. En utilisant des approches transcriptomiques (ARN-Seq) et épigénomiques (ChIP-seq et 4C-seq) nous analysons les changements dynamiques d’expression de ce réseau de gènes en lien avec certains mécanismes épigénétiques au cours de la cancérogenèse, lors de troubles métaboliques, pendant la différenciation des cellules souches et le vieillissement.


La variabilité de l’organisation tridimensionnelle de l’ADN au sein des populations cellulaires et son influence sur l’expression des gènes dans les cellules individuelles
Responsable : Daan NOORDERMEER

Des cellules individuelles au sein d’une même population peuvent présenter une organisation tridimensionnelle de leur génome considérablement différente les unes des autres. Actuellement, il nous manque les outils nécessaires pour étudier ces variations à ultra-haute résolution, au niveau d’un gène unique, et qui permettraient de corréler ces changements d’organisation à la régulation de la transcription.

Nous développons une nouvelle technologie de séquençage à haut-débit pour étudier les changements dans l’organisation 3D du génome en cellule unique. Ces outils nous permettront de corréler ces variations à la robustesse des mécanismes de régulation des gènes et au choix de l’identité cellulaire.


Publications récentes


- Vieux-Rochas, et al. (2015) Clustering of mammalian Hox genes with other H3K27me3 targets within an active nuclear domain. PNAS 112, 4672-4677 Lien
- Noordermeer, D., et al. (2014) Temporal dynamics and developmental memory of 3D chromatin architecture at Hox gene loci. eLife 3, e02557 Lien
- Coléno-Costes, A., et al (2012) New partners in regulation of gene expression : the enhancer of Trithorax and Polycomb Corto interacts with methylated ribosomal protein l12 via its chromodomain. PLoS Genet 8, e1003006 Lien


Mots Clé

Structure de la chromatine, Epigénétique, Organization de la chromatine tridimensionnelle, Régulation des gènes, Hi-C, 4C-seq, ChIP-seq, Bioinformatique


Contact


NOORDERMEER Daan [Chargé de Recherche - CNRS]
Equipe Noordermeer D. - Dynamique de la Chromatine [Responsable]
01 69 82 31 38 Gif - Bât 26


BLOYER Sébastien [Professeur - UPSud]
Equipe Noordermeer D. - Dynamique de la Chromatine
01 69 82 32 01 Gif - Bât 26

publié le , mis à jour le