Description du projet
Comprendre le mécanisme de la réplication eucaryote grâce à la cryo-microscopie électronique
L’ADN eucaryote est densément regroupé dans des réseaux de nucléosomes pour former la chromatine, protégeant le matériel génétique et régulant l’accès à l’ADN. Le mécanisme de la réplication désassemble les nucléosomes à la fourche de réplication et les réassemble sur les brins d’ADN naissants, coordonnant le redépôt des histones parentales ou nouvellement synthétisées. Les modifications de l’histone post-traductionnelle fournissent un code épigénétique qui module l’activation et la désactivation de certaines régions chromosomiques. Le projet Cryo-H-Rec, financé par l’UE, recourt à la cryo-microscopie électronique, à la spectroscopie RMN et à la spectrométrie de masse réticulée pour étudier la duplication de l’ADN et le recyclage des histones parentales. Ces données révéleront le rôle des composants du réplisome dans le remaniement des nucléosomes à la fourche de réplication et apporteront un éclairage sur le mécanisme moléculaire de la réplication des chromosomes et l’héritage épigénétique.
Objectif
DNA replication is essential for cell proliferation. In eukaryotic cells, DNA is densely packaged in nucleosome arrays that form chromatin. Such organisation protects the genetic material and controls access to DNA, thus providing an important mechanism for regulating gene expression. The eukaryotic replication machinery has evolved to unravel nucleosomes in order to access and duplicate DNA, while also maintaining chromatin density on newly duplicated DNA. To achieve this, the replisome dismantles nucleosomes ahead of the replication fork and reassembles them on nascent DNA strands, by coordinating redeposition of parental and newly synthesized histones. Histone proteins are subject to an array of post-translational modifications (PTMs), providing an epigenetic code that modulates activation and silencing of specific chromosomal regions. Redeposition of parental histones with their PTMs on both nascent DNA strands is, thus, pivotal in transmission of the epigenetic marks to daughter cells. I intend to perform in vitro reconstitution of the replisome on a chromatinised template and use cryo-electron microscopy to image DNA duplication and parental histone recycling at the replication fork. I seek to describe different structural intermediates in the process of nucleosome disassembly, DNA duplication and histone incorporation into new nucleosomes. To capture and characterise intermediate states of the replication machinery during this concerted process, I will employ a multidisciplinary approach and resort to structural techniques complementary to cryo-EM like solution NMR spectroscopy and crosslinking-mass spectrometry (XL-MS). My results will help dissect the role of different replisome components in nucleosome reshuffling at the replication fork, and elucidate the molecular mechanism that underpins chromosome replication and epigenetic inheritance.
Champ scientifique
- engineering and technologyenvironmental engineeringwaste managementwaste treatment processesrecycling
- natural sciencesbiological sciencesgeneticsDNA
- natural sciencesphysical sciencesopticsspectroscopyabsorption spectroscopy
- natural sciencesbiological sciencesgeneticschromosomes
- natural sciencesbiological sciencesgeneticsepigenetics
Programme(s)
Régime de financement
MSCA-IF-EF-ST - Standard EFCoordinateur
NW1 1AT London
Royaume-Uni