Personnes impliquées

• Judith Lopes, CR INSERM
• Christophe Escudé, CR CNRS
• François Loll, IE INSERM
• Sheldon Decombe, Doctorant MNHN

Le centromère, élément crucial pour la transmission fidèle des chromosomes au cours de la mitose et de la méiose, se forme la plupart du temps chez les eucaryotes au niveau de séquences satellites. Néanmoins, ces séquences diffèrent beaucoup d'un organisme à un autre, et il est admis que le centromère est défini non par la séquence de l'ADN mais par la présence d'une marque épigénétique particulière, le variant de l'histone H3 appelé CenpA. Cette marque s'étend sur des régions de quelques centaines de milliers de paire de bases, et est entourée par des régions d’hétérochromatine dites péricentromériques caractérisées par une chromatine compacte contenant plusieurs marques épigénétiques particulières dont la triméthylation sur la Lysine 9 de l’histone H3 (H3K9me3). Le rôle précis de ces marques épigénétiques, en particulier leur influence sur la stabilité et l'organisation des génomes, n'a jusqu'ici pas été systématiquement étudié.

Afin d’étudier le rôle de la marque H3K9me3 dans les régions centromériques, des modèles cellulaires humains et murins ont été développés au laboratoire. Nous avons mis au point un système d’ingénierie épigénétique visant à cibler des modifications de l’hétérochromatine dans différents types cellulaires. Ce système permet de forcer le recrutement sur les séquences répétées (péri)centromériques, de protéines TALEs (transcription activator-like effectors) fusionnées à des modificateurs de la chromatine (histones lysines déméthylases). Ces enzymes enlèvent un ou deux groupements méthyl à la marque H3K9me3. Dans la lignée cellulaire murine NIH-3T3, la transfection de la TALE fusionnée à l’histone déméthylase mJMJD2D conduit à une perte de la marque H3K9me3 détectée par immunofluorescence, aux sites de recrutement de la TALE, situés au niveau des péricentromères de tous les chromosomes. Un effet similaire a pu être observé dans des cellules humaines U2OS, en utilisant une TALE qui cible des répétitions présentes sur une seule paire de chromosomes (Figure 2).

Figure 2:

Les conséquences biologiques de cette déméthylation (intégrité et stabilité du centromère, positionnement des nucléosomes, localisation nucléaire, organisation globale du génome) sont actuellement à l'étude.