Transcript 31 Titre du stage - Institut de Génétique et Microbiologie

Master Biologie Santé
Spécialité GCDE
Proposition de stage 2014-2015
Titre du stage : Analyse quantitative du programme spatio-temporel de réplication des génomes
eucaryotes
Responsable de l’équipe d’appui : Olivier Hyrien
Intitulé et adresse du laboratoire : Réplication des Chromosomes Eucaryotes - Institut de Biologie de
l'Ecole Normale Supérieure (IBENS) - S2 Génomique Fonctionnelle - 46 rue d'Ulm 75005 Paris
Maître de stage : Nom, prénom :
Email :
[email protected]
Olivier Hyrien
Tél : 0144323920
Description du stage :
La réplication des génomes eucaryotes démarre en de nombreux sites appelés origines de réplication
activés à différents moments de la phase S du cycle cellulaire. Nous étudions comment sont spécifiés la
localisation et le moment d'activation des origines, si les origines s'activent indépendamment les unes des
autres ou de façon coordonnée, et comment le programme de réplication est modifié par la structure
chromatinienne au cours du développement ou en réponse à des mutations ou des inhibiteurs de réplication.
Ces recherches permettent de mieux comprendre le processus fondamental de duplication du matériel
génétique, son impact sur la stabilité des génomes au cours de l'évolution et en cancérogénèse, son lien avec
l'hérédité épigénétique, et les effets de médicaments anticancéreux qui le ciblent.
Les profils spatiotemporels de réplication du génome humain, de la levure ou du xénope (amphibien
modèle) sont étudiés par peignage moléculaire de l'ADN, séquençage massif d'intermédiaires de réplication,
analyse bioinformatique et modélisation mathématique. Le peignage moléculaire de l'ADN permet d'étirer des
molécules d'ADN individuelles en cours de réplication sur des lames de verre et de visualiser leurs segments
répliqués ou non répliqués. Un des sujets proposés consiste à utiliser de nouvelles techniques de marquage de
l'ADN et de microscopie de fluorescence pour améliorer et simplifier la technique de peignage moléculaire et
ainsi augmenter son débit pour les analyses à grande échelle. La purification biochimique et le séquençage
d'intermédiaires de réplication de différents types permet d'étudier le processus de réplication à l'échelle du
génome entier dans une population cellulaire. En particulier, nous avons récemment obtenu pour la première
fois le profil de direction moyenne des fourches de réplication sur l'ensemble du génome humain par
séquençage massif de fragments d'Okazaki, qui éclaire d'un jour nouveau la nature des origines et termini de
réplication. La confrontation des méthodes de peignage et de séquençage permet de construire un programme
temporel de réplication moyen et d'estimer la variabilité cellulaire et chromosomique individuelle dans l'exécution
de ce programme. L'analyse bioinformatique et la modélisation permettent de conceptualiser les résultats sous
forme de modèles simples et de proposer des mécanismes pour la régulation de l'activation des origines de
réplication. L'étude de différents types cellulaires permet d'analyser comment ce programme change selon
l'espèce ou le tissu.
Ce stage se déroulera dans le cadre d'un consortium interdisciplinaire formé de biologistes moléculaire,
de physiciens et de bioinformaticiens. L'utilisation de nos nouvelles techniques de cartographie de la réplication
permettra une compréhension quantitative approfondie du contrôle de ce processus par la structure
chromatinienne au cours du développement, de la différenciation et de la sénescence cellulaire.
Références (2 ou 3)
1. Srinivasan S, Wang LC, Hyrien O, Gautier J (2013) Cdc45 is a critical effector of Myc-dependent DNA
replication stress. Cell Reports, 3, 1629-39.
2. Gaggioli V*, Le Viet B*, Germe T, Hyrien O (2013) DNA topoisomerase IIα controls replication origin
cluster licensing and firing time. Nucleic Acids Res., 41, 7313-7331. * co-premiers auteurs.
3. Hyrien O, Rappailles A, Guilbaud G, Baker A, Chen CL, Goldar A, Petryk N, Kahli M, Ma E,
d'Aubenton-Carafa Y, Audit B, Thermes C, Arneodo A (2013) From simple bacterial and archaeal
replicons to replication N/U-domains. J. Mol. Biol., 425, 4673-89.
Master Biologie Santé
Spécialité GCDE
Proposition de stage 2014-2015
Parcours de M2 :
θ GBMM
θ GBCD
θ VEEG
Profil de l’étudiant recherché (formation initiale) :
- Biologie Cellulaire
- Développement
- Génétique
Ce stage peut-il se poursuivre par une thèse :
- Evolution
- Génomique
OUI
Ecole Doctorale de Rattachement : Complexité du Vivant
Nom de la personne titulaire d’une HDR qui encadrerait la thèse : Olivier Hyrien
Accord de principe pour proposer le sujet à un étudiant de M1 (stage de 7-8 semaines
généralement de mi-avril a mi-juin) si votre proposition n’a pas été pourvue par un étudiant de
M2 :