Projet de thèse telo3D 2026. Détermination de l'environnement tridimensionnel dynamique des télomères.

La sortie de la mitose constitue un moment décisif dans les cellules de mammifères. À la fin de la télophase et au début de la phase G1, l'enveloppe nucléaire se reforme de façon concomitante à la décondensation des chromosomes et la reformation des territoires chromosomiques. Bien que de nombreux travaux se soient concentrés sur l'extrusion de boucles comme moteur de la réorganisation du génome, les mécanismes permettant aux chromosomes d'atteindre leur position finale dans le noyau restent obscurs. Parmi les acteurs identifiés, les données de la littérature suggèrent un rôle des télomères. Ils correspondent aux extrémités physiques des chromosomes et sont constitués du motif répété (TTAGGG)n. Ils sont protégés des mécanismes de réparation de l'ADN par un complexe protéique appelé Shelterin. Les télomères colocalisent transitoirement avec des protéines impliquées dans la reformation de l'enveloppe nucléaire, telles que Lap2α/β, durant la télophase. Dans les cellules normales comme dans les cellules cancéreuses, la moitié des télomères contactent physiquement la lamina nucléaire au début de la phase G1. Ces interactions sont en partie médiées par les protéines SUN1, Lap2α, BAF et la protéine du complexe Shelterin RAP1. L'ancrage des télomères à l'enveloppe nucléaire en cours de reformation pourrait servir de point de nucléation pour la reformation des territoires chromosomiques. De plus, la gamétogenèse chez la souris nécessite une interaction entre SUN1 et les télomères afin d'assurer l'appariement des chromosomes homologues. Cela conduit à un regroupement des télomères au niveau de la membrane nucléaire interne suggérant ainsi l'existence de mécanismes conservés. Ces données renforcent l'idée que l'ancrage des télomères à la membrane nucléaire est mécaniquement important et implique des mouvements dirigés encore mal compris. De plus, cette localisation périphérique particulière en début de phase G1 disparaît rapidement, et la position des télomères évolue au cours du cycle cellulaire : d'une distribution aléatoire en milieu et fin de G1 vers une organisation plus centrale en forme de disque télomérique en fin de G2, aussi bien chez l'humain que chez la souris. Ce changement de localisation durant l'interphase pourrait refléter un rôle actif des télomères dans la dynamique des territoires chromosomiques au cours du cycle cellulaire. Des études menées sur des cellules tumorales U2OS positives pour le mécanisme ALT (Alternative Lengthening of Telomeres) ont mis en évidence certaines caractéristiques de la dynamique des télomères, mais celle-ci reste encore largement inconnue dans d'autres contextes cellulaires. Par ailleurs, en raison de leur nature intrinsèquement répétitive, l'environnement spatial dans lequel évoluent les télomères demeure difficile à caractériser. Les approches standard telles que Hi-C échouent à déterminer leurs contacts tridimensionnels, car aucune enzyme de restriction ne peut fragmenter les répétitions TTAGGG. Cependant, des méthodes alternatives à Hi-C, telles que Micro-C, fragmentent la chromatine à l'aide de la nucléase micrococcale (MNase) au lieu d'enzymes de restriction, avant la ligature de proximité. Dans une variante de cette technique appelée Region Capture Micro-C (RCMC), des sous-ensembles spécifiques de séquences en interaction sont capturés à l'aide d'oligonucléotides biotinylés spécifiques d'une région d'intérêt. La résolution d'observation permet ainsi la caractérisation de structures tridimensionnelles telles que les microdomaines, généralement inaccessibles avec le Hi-C standard. Fait important, cette technique pourrait être adaptée pour capturer l'environnement tridimensionnel des télomères en utilisant simplement des oligonucléotides (TTAGGG)n. L'objectif de ce projet de thèse est de déterminer l'environnement tridimensionnel des télomères tout au long du cycle cellulaire à l'aide de la technique RCMC, ainsi que les mécanismes moléculaires sous-jacents aux interactions observées. École doctorale : BSB - Biologie, Santé, Biotechnologies Direction : David UMLAUF Financement : Financement d'une fondation pour la recherche française