FOURNIER Marie : Nouveaux outils de mesure pour l'étude de la dynamique moléculaire appliquée à la régulation de la transcription en réponse au stress
Résumé de thèse : L'architecture tri-dimensionnelle du noyau cellulaire, et plus précisément de la chromatine, joue un rôle important dans la dynamique des facteurs de transcription (FTs) et dans la régulation de l'expression génétique. Cependant à l'heure actuelle, la dynamique des facteurs de transcription au sein du noyau reste peu comprise. Le but de cette thèse et de développer des nouveaux outils de mesure de la dynamique moléculaire combinant 1) un dispositif de microscopie à feuille de lumière, 2) des protéines photoconvertibles, 3) la spectroscopie de corrélation de fluorescence (Fluorescent correlation spectroscopy). L'illumination en feuille de lumière permet un sectionnement optique du noyau cellulaire inégalé dans les autres méthodes de microscopie optique, et permet entre autres, d'atteindre des résolutions semblables au confocal de manière plus rapide. De plus, cette technique rejette les contributions hors-focus et permet l'obtention d'un rapport signal sur bruit plus élevé, ce qui est indispensable lorsque l'échantillon est aussi complexe et encombré que le noyau cellulaire. L'utilisation des protéines photoconvertibles permet d'adresser des protocoles de microscopie de localisation photo-activée par suivi de particules uniques (single-particle-tracking Photo-Activated Localization Microscopy : spt-PALM) qui est une technique de super-résolution (prix Nobel de chimie 2014) permettant de déterminer la dynamique moléculaire sur des temps allant de la dizaine de ms à la dizaine de minutes. L'utilisation de la FCS permet de mesurer la diffusion intra-nucléaire sur des temps très court (µs-ms). L'enjeu de l'exploitation des données est de comprendre la dynamique spatio-temporelle des facteurs de transcription vue par deux méthodes de mesures aux gammes temporelles différentes. L'intérêt est de compléter les informations issues de la FCS qui sont la représentation d'un comportement moyen des molécules d'intérêt par des données spatio-temporelles plus précises issues de la spt-PALM réalisées sur un plus petit nombre de molécules mais qui permettent d'observer des sous populations ayant des comportements différents (confinement, alternance de diffusion rapide et lente...).
D'un point de vue biologique, l'étude se focalisera sur le complexe PTEFb, un facteur de transcription activateur de l'élongation transcriptionnelle et son interaction avec l'ARN Pol II. Cette recherche aura des retombées dans la compréhension de l'activation non contrôlée de la voie du stress dans diverses pathologies telles que le cancer, ou dans le recrutement de PTEFb dans les mécanismes de rétrotranscription à la suite d'une infection par un rétrovirus tel que le VIH par ex.
FOURNIER Marie - marie.fournieruniv-lille.fr
Directeur(s) de thèse : HELIOT Laurent