Understanding the mechanisms of histone modifications in vivo

Comprendre les mécanismes de nouvelles modifications des histones in vivo

Nithyha Parameswaran Kalaivani (1)

1 IGBMC - Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire

Post-translational modifications (PTMs) of histones have emerged as key players in the regulation of gene expression. However, little is known to what extent PTMs can directly impact chromatin. It has been suggested that PTMs of core histones (H2A, H2B, H3 and H4) have the potential to govern chromatin function according to the so called ‘‘histone code’’ hypothesis by recruiting specific binding proteins. The goal of my project is to gain insight in the function acetylation within the globular domain of H3 and to compare these modifications with histone tail modifications, in vivo by using the CRISPR in mouse embryonic stem cells (ES). To study the impact of PTMs in vivo, all endogenous wild type (WT) H3 gene copies have to be replaced with mutant copies. Hence, the primary focus of my project is to establish cell lines that exclusively express mutated H3 (e.g. mimicking acetylation) in order to study effects of H3 globular domain modifications on (a) gene expression (b) chromatin architecture as well as to study (c) cross talks and synergisms between globular domain modifications and (d) compare the effects with tail modifications in an vivo system.

Les modifications post-traductionnelles (MPTs) d’histones sont apparues comme un acteur majeur de la régulation de l’expression des gènes. Cependant peu de choses sont connues sur le réel impact des MPTs sur la chromatine. Il a été suggéré que les MPTs d’histones (H2A, H2B, H3 et H4) ont le potentiel de moduler la fonction chromatinienne selon un « codehistone » en recrutant des protéines spécifiques de liaison. L’objectif de mon projet est d’approfondir la fonction de l’acétylation du domaine globulaire de l’histone H3 et de comparer cette modification avec celles des queues N-terminale in vivo sur une lignée ES cellulaire. Pour étudier l’impact de ces MPTs in vivo, toutes les copies endogènes du gène H3 sauvage (WT) doivent être remplacées par des copies mutées. Ainsi la première étape de mon projet est d’établir une lignée cellulaire exprimant seulement H3 mutée (e.g reproduisant une acétylation permanente) afin d’étudier les effets des modifications sur le domaine globulaire de H3 sur (a) l’expression génique, (b) l’architecture chromatinienne mais également pour étudier (c) les effets réciproques et synergiques entre les différentes modifications du domaine globulaire et (d) comparer ces effets avec les modifications sur la queue N-terminale dans un système in vivo.

Mots clés: Epigenetics; Histones; Post translational modifications

Mots clés: Epigénétiques; Histones; Modifications post-traductionnelles

Domaines: Génomique, Transcriptomique et Protéomique [q-bio.GN]

Nithyha Parameswaran Kalaivani. Understanding the mechanisms of histone modifications in vivo. Genomics [q-bio.GN]. Université de Strasbourg, 2016. English. ⟨NNT : 2016STRAJ097⟩. ⟨tel-02003415⟩