Elasticity of chromatin studied with an optical tweezers
Elasticité de la chromatine, étude avec une pince optique
Résumé
This thesis is registered in the research context of the mechanical properties of the chromatin fibre and their role. After recalling the main knowledge on chromatin, we introduce the principal techniques for the manipulation of single molecule in the field of biophysics. We then expose our experimental setup we have developed and although the additional technique we have built more recently which enable the micro-manipulation with a rotative magnetic field.
Then we discuss our results on the DNA B-S transition: we suppose different behaviours of the DNA under tension according to the composition in base pair of a part of the DNA sequence (rich in C-G or not).
We present the results of the stretching on three main type of chromatin: force to disrupt a nucleosome and length of DNA released. We demonstrate that the nucleosome is not stable under the classical conditions of single molecule experiment: when the sample is too diluted.
We have confirmed these results with dilution experiments followed up of gel electrophoresis analysis. To understand our results established on stable chromatin fibres, we develop an already existing model. We try to gain information on the unwinding nucleosome under stretching for a better comprehension of the genetic regulation at the scale of the nucleofilament.
Then we discuss our results on the DNA B-S transition: we suppose different behaviours of the DNA under tension according to the composition in base pair of a part of the DNA sequence (rich in C-G or not).
We present the results of the stretching on three main type of chromatin: force to disrupt a nucleosome and length of DNA released. We demonstrate that the nucleosome is not stable under the classical conditions of single molecule experiment: when the sample is too diluted.
We have confirmed these results with dilution experiments followed up of gel electrophoresis analysis. To understand our results established on stable chromatin fibres, we develop an already existing model. We try to gain information on the unwinding nucleosome under stretching for a better comprehension of the genetic regulation at the scale of the nucleofilament.
Cette thèse s'inscrit dans la recherche des propriétés mécaniques de la fibre de chromatine et de leur rôle. Après un rappel de connaissances sur la chromatine, nous introduisons les techniques de manipulations de molécules uniques en biophysique. Nous esposons ensuite le dispositif de pince optique que nous avons mis en œuvre ainsi que les développements plus récents de manipulations à l'aide d'un champ magnétique rotatif.
Nous discutons alors des résultats obtenus sur la transition B-S de l'ADN et tentons de les interpréter en invoquant une différence de comportement sous étirement selon que la séquence est riche en A-T ou en G-C.
Les résultats des étirements sur trois principaux types de chromatine sont ensuite présentés : force nécessaire à la rupture d'un nucléosome et longueur d'ADN libérée. En faisant varier les conditions d'étirements (essentiellement concentrations salines et concentrations en chromatine exogène), en modifiant la composition de la fibre de chromatine, nous montrons que le nucléosome n'est pas une entité stable dans les conditions diluées classique des expériences sur molécules uniques. Nous confirmons par ailleurs ce résultats avec des expériences de dilution suivit d'analyse sur gel d'électrophorèse. Les résultats établis après stabilisation nous invitent à poursuivre la discussion du déroulement du nucléosome sous tension à partir d'un modèle existant. Sur la base de ces résultats, nous tentons alors de donner une interprétation du déroulement du nucléosome que nous recadrons dans le contexte de la régulation génétique à l'échelle du nucléofilament.
Nous discutons alors des résultats obtenus sur la transition B-S de l'ADN et tentons de les interpréter en invoquant une différence de comportement sous étirement selon que la séquence est riche en A-T ou en G-C.
Les résultats des étirements sur trois principaux types de chromatine sont ensuite présentés : force nécessaire à la rupture d'un nucléosome et longueur d'ADN libérée. En faisant varier les conditions d'étirements (essentiellement concentrations salines et concentrations en chromatine exogène), en modifiant la composition de la fibre de chromatine, nous montrons que le nucléosome n'est pas une entité stable dans les conditions diluées classique des expériences sur molécules uniques. Nous confirmons par ailleurs ce résultats avec des expériences de dilution suivit d'analyse sur gel d'électrophorèse. Les résultats établis après stabilisation nous invitent à poursuivre la discussion du déroulement du nucléosome sous tension à partir d'un modèle existant. Sur la base de ces résultats, nous tentons alors de donner une interprétation du déroulement du nucléosome que nous recadrons dans le contexte de la régulation génétique à l'échelle du nucléofilament.
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