Résumé
L’organisation de la chromatine est liée à de nombreux processus biologiques. Les techniques de capture de conformation des chromosomes ont révélé que la chromatine est organisée en domaines enrichis en interactions chromatiniennes, appelés Topologi-cally Associating Domains (TADs). Chez la drosophile, les TADs coïncident avec les marques chromatiniennes actives et réprimées, et sont classés en fonction de leurs états épigénétiques. L’un de ces types de TAD, connu sous le nom de TADs Polycomb, est lié aux protéines du groupe Polycomb (protéines PcG), une famille de facteurs conservés dans la plupart des organismes eucaryotes, et cruciaux pour la régulation de la répression des gènes. Des preuves issues de la microscopie et des techniques de capture de la conformation des chromosomes montrent que les cibles PcG ont tendance à interagir préférentiellement les unes avec les autres, ce qui suggère qu’elles forment des compartiments de répression. Cependant, on sait peu de choses sur la nature de ces interactions, ou si plusieurs gènes PcG sont associés en 3D pour former des compartiments. Dans ce travail, nous étudions le rôle des protéines du groupe Polycomb dans la formation de compartiments répressifs au cours du développement de la drosophile en appliquant Hi-M, une nouvelle méthode basée sur l’imagerie qui permet la reconstruction de la conformation de la chromatine tout en préservant l’information spatiale. Nous avons d’abord étendu Hi-M pour permettre l’imagerie d’échantillons épais et multicouches en combinant un robot de manipulation fluidique à un microscope confocal et en adaptant les pipelines d’analyse existants. Ensuite, nous avons appliqué cette méthode pour étudie rl’organisation chromosomique des gènes cibles de Polycomb dans différents segments d’une mbryon de drosophile en développement. Nous montrons que la co-localisation spatiale de cibles Polycomb intra-chromosomiques distantes est peu fréquente, et que ces inter-actions sont principalement par paires. Nous observons également que les interactions à longue portée sont acquises après l’émergence des TADs à NC14, de façon concomitante avec l’enrichissement des foyers de PcG. Ces résultats ont été soutenus par la modélisation du polymère montrant qu’un polymère séparé en microphase dans le régime des globules capture le comportement expérimental des domaines Polycomb. Nos expériences et simulations suggèrent que les compartiments répressifs Polycomb se forment par des associations par paires peu fréquentes de domaines Polycomb. Enfin, nous montrons que les fréquences d’interaction entre les cibles Polycomb sont modulées à la fois par la répression et l’activation transcriptionnelle. Dans l’ensemble, nos résultats éclairent l’organisation des gènes cibles de Pc à l’échelle du chromosome, et contraignent les futurs modèles de formation des compartiments de Pc.