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L’EQUIPE

Equipe Intégrité de l’Epigénome (Septembre 2017)

 

SYNOPSIS

L’équipe de Sophie Polo étudie la dynamique de la chromatine en réponse aux dommages de l’ADN dans les cellules de mammifères. Elle cherche à identifier les facteurs qui contrôlent la dynamique des histones et plus généralement les altérations de la structure et de la fonction de la chromatine en réponse au stress génotoxique. En combinant des approches moléculaires et cellulaires avec des techniques d’imagerie de pointe, les travaux de l’équipe visent à comprendre comment le maintien de l’intégrité du génome et l’épigénome sont coordonnés.

FINANCEMENTS

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PROJETS DE RECHERCHE

L’intégrité du génome est constamment mise en péril par des agents génotoxiques, d’origine exogène et endogène, tels que les radiations, les substances chimiques et les produits du métabolisme cellulaire, qui provoquent des lésions dans l’ADN. Outre ses effets délétères sur les molécules d’ADN, le stress génotoxique provoque des altérations importantes dans l’organisation de l’ADN en chromatine. Ces réarrangements préparent la chromatine à la réparation des dommages et contribuent également à restituer son intégrité après réparation (Figure 1). Ils impliquent une désorganisation suivie d’une réorganisation de la structure de la chromatine, dont les mécanismes sont encore largement méconnus.

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Figure 1: Modèle Accessibilité-Réparation-Restitution (adapté de Polo & Almouzni, DNA Repair, 2015)

Une autre question fondamentale qui reste encore sans réponse est de savoir à quel point et pour combien de temps le paysage chromatinien est altéré au voisinage des lésions de l’ADN en termes de variants d’histones, modifications d’histones, position des nucléosomes le long de la fibre chromatinienne. C’est une question cruciale étant donnée l’importance de l’intégrité de l’épigénome dans le maintien de l’identité et des fonctions cellulaires.

Dans ce contexte, nous cherchons à comprendre comment l’information véhiculée par la chromatine est préservée lorsque son intégrité est mise en péril par un stress génotoxique et comment le maintien de l’intégrité du génome et de l’épigénome sont coordonnés.

Pour cela, nous étudions les altérations induites par les dommages à l’ADN dans des cellules mammifères à différents niveaux d’organisation de la chromatine, des protéines histones aux niveaux de compaction supérieurs de la chromatine, et nous explorons les mécanismes sous-jacents (Figures 2 & 3).

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Figure 2: Mise en place d’histones H3.1 néosynthétisées aux sites d’irradiation UVC locale (marqués par le facteur de réparation XPA) dans des cellules humaines (source: Polo et al., Cell 2006) 

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Figure 3: Recrutement du facteur de remodelage de la chromatine CHD4 aux sites de dommages induits par micro-irradiation laser (marqués par γH2AX) dans des cellules humaines (source: Polo et al., EMBO J 2010)

 

 

 

 

Nos principaux objectifs sont les suivants:

  • disséquer la dynamique aux sites de dommages de l’ADN des histones parentales et néosynthétisées
  • visualiser et quantifier les changements de compaction de la chromatine en réponse au stress génotoxique
  • caractériser les altérations dynamiques des marques épigénétiques après dommages à l’ADN
  • identifier les facteurs impliqués dans la régulation de la dynamique de la chromatine endommagée.

Nos approches expérimentales:

Nous utilisons une combinaison d’approches moléculaires et cellulaires avec des techniques de microscopie de pointe pour aborder la dynamique de la chromatine en réponse au stress génotoxique dans des cellules mammifères en culture. En particulier, nous couplons l’induction de dommages localisés dans les noyaux de cellules en culture (Figure 4) avec le suivi in vivo des protéines histones en utilisant la technologie SNAP-tag. Nous envisageons également de développer l’imagerie de la chromatine à super-résolution pour étudier les changements d’organisation de la chromatine endommagée.

Print

Figure 4: Induction de dommages localisés dans des cellules en culture par irradiation UVC (source: Adam & Polo, Int J Mol Sci 2012)

 

 

 

SELECTION DE PUBLICATIONS

2018:

Piquet S., Le Parc F., Bai, S-K., Chevallier O., Adam S., Polo S.E. The histone chaperone FACT coordinates H2A.X-dependent signaling and repair of DNA damage. Mol Cell, 72: 888-901, 2018.

Dabin J.*, Fortuny A.*, Piquet S, Polo S.E. Live imaging of parental histone variant dynamics in UVC-damaged chromatin. Methods Mol Biol, 1832: 243-253, 2018. *: equal contribution

Fortuny A, Polo S.E. The response to DNA damage in heterochromatin domains. Chromosoma, 127: 291-300, 2018.

2016:

Adam S.*, Dabin J.*, Chevallier O., Leroy O., Baldeyron C., Corpet A., Lomonte P., Renaud O., Almouzni G. and Polo S.E. Real-time tracking of parental histones reveals their contribution to chromatin integrity following DNA damage. Mol Cell, 64: 65-78, 2016. *: equal contribution. Featured article, also highlighted in the « Meet the author » section.

Dabin J.*, Fortuny A.* and Polo S.E. Epigenome maintenance in response to DNA damage. Mol Cell, 62:712-727, 2016. *: contribution equivalente

2015:

Adam S.*, Dabin J.*, Bai S-K. & Polo S.E. Imaging local deposition of newly synthesized histones in UVC-damaged chromatin. Methods Mol Biol, 1288:337-347, 2015. *: contribution equivalente

2013:

Adam S., Polo S.E.* & Almouzni G.* Transcription recovery after DNA damage requires chromatin priming by the H3.3 histone chaperone HIRA. Cell, 155: 94-106, 2013.*: co-corresponding auteurs

2012:

Adam S., Polo S.E. Chromatin dynamics during Nucleotide Excision Repair: histones on the move. Int J Mol Sci, 13: 11895-11911, 2012.

Soria G.*, Polo S. E.* and Almouzni G. Prime, repair, restore: chromatin as an active player in the DNA damage response. Mol Cell, 46: 722-734, 2012. *: contribution equivalente

2011:

Polo S. E.*, Jackson S. P.* Dynamics of DNA damage response proteins at DNA breaks: a focus on protein modifications. Genes Dev, 25: 409-433, 2011. *: contribution equivalente

2010:

Polo S. E., Kaidi A., Baskcomb L., Galanty Y., and Jackson S. P. Regulation of DNA damage responses and cell cycle progression by the chromatin remodeling factor CHD4. EMBO J, 29: 3130-3139, 2010.

2009:

Ahel D., Horesjí Z.*, Wiechens N.*, Polo S. E.*, Garcia-Wilson E., Ahel I., Flynn H., Skehel M., West S. C., Jackson S. P., Owen-Hughes T., Boulton S. J. Poly(ADP-ribose)-dependent regulation of DNA repair by the chromatin remodelling enzyme ALC1. Science, 325: 1240-1243, 2009. *: contribution equivalente

2006:

Polo S. E., Roche D., Almouzni G. New histone incorporation marks sites of UV repair in human cells. Cell, 127: 481-493, 2006.