Résumé
Régulation et rôle de la compaction de la chromatine dans des cellules pluripotentes et lors de la différenciation. La structuration de la chromatine est essentielle pour diverses fonctions génomiques et cellulaires, notamment la transcription, la réparation de l'ADN ou la survie des cellules. Les cellules pluripotentes peuvent être dérivées en cellules des trois feuillets embryonnaires mais présentent également une capacité d'auto-renouvellement. En comparaison avec les cellules somatiques, la chromatine des cellules pluripotentes a été caractérisée comme ouverte, transcriptionnellement active et accessible. Bien que les approches microscopiques et 3C actuelles génèrent une résolution spatiale ≤50nm et des cartes d'interactions à haute résolution, elles sont réalisées sur des populations cellulaires, impliquent des réactions de « cross-linking », la fixation cellulaire ou l'utilisation d’un nombre limité de sondes contre des loci génétiques. Pour contourner ces limites, nous avons directement quantifié et cartographié la structuration de la chromatine à l'échelle nanométrique dans des cellules souches embryonnaires vivantes par l’utilisation de la technique de FRET basée sur la technique de FLIM. Quelle est la structuration de la chromatine à l’échelle nanométrique dans des cellules souches embryonnaires vivantes ? Comment est organisée l’hétérochromatine constitutive à l’échelle nanométrique in vivo? Mon projet de thèse a pour but de répondre à ces questions. Afin de mesurer la structuration de la chromatine par l’approche de FRET, j'ai généré des cellules souches embryonnaires primaires (ESCs) exprimant de manière stable les histones H2B fusionnées à la GFP ou mCherry. Mes mesures de FRET ont montré que la chromatine présente différents degrés de structuration à l'échelle nanométrique dans les ESCs vivantes. Etonnamment, les régions denses en nucléosomes communément associées à l’hétérochromatine constitutive présentent les plus faibles niveaux de nanocompaction. De manière intéressante, mes résultats montrent que la protéine HP1α joue un rôle important dans la désorganisation de l’hétérochromatine des ESCs vivantes en diminuant la proximité entre les nucléosomes. Au contraire, la marque répressive H4K20me3 semble essentielle à la conservation d’un certain degré de structuration en maintenant les contacts entre nucléosomes. De plus, mes données ont démontré la présence d’une structure plus nanocompactée à la périphérie du noyau, régulée en partie par la déposition de H3K9me2 par le complexe G9a/GLP.