Lost in acetylation

Q3 Medicine

Morphologie Pub Date : 2024-11-26 DOI:10.1016/j.morpho.2024.100815

Hadrien Reboul , Frederic Bantignies

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Abstract

Introduction

À l’intérieur du noyau, le génome est fortement compacté et plié. La combinaison des nouvelles techniques de génomique et de microscopie a révélé que notre génome est organisé selon quatre niveaux. Des plus grands, avec les territoires chromosomiques et les compartiments A/B, aux plus petits avec les Topologically Associating Domains (TADs) et les boucles chromatiniennes. Cependant, les mécanismes impliqués dans le repliement de la chromatine au-dessus du nucléosome sont encore mal caractérisés.

En combinant le FISH oligopaint et la microscopie à super résolution, notre laboratoire a récemment montré que les TADs sont subdivisés en une nouvelle couche d’organisation, appelée ChromatinNano Domains (CNDs). Alors que la structure et la formation des TADs dépendent largement de deux protéines (CTCF et cohésine), les CNDs ne sont pas affectés par la déplétion de ces facteurs, indiquant que d’autres mécanismes pourraient être impliqués dans leur formation [1].

Objectif

Le projet vise à caractériser les mécanismes de formation des CNDs. L’analyse des données de Chip-Seq et de microscopie a révélé une corrélation entre les niveaux d’acétylation des TADs et leur fragmentation en CNDs. Nous avons émis l’hypothèse que les interactions nucléosome-nucléosome, due à l’acétylation des histones, pourraient jouer un rôle central dans la formation des CNDs.

Méthodes

Afin d’étudier l’impact de l’acétylation sur les CNDs, nous avons induit une hyperacétylation et une hypoacétylation globale au sein du génome de cellules souches embryonnaires de souris.

Résultats

L’examen des loci à l’aide de la microscopie 3D à super-résolution dans ces conditions a démontré une forte association entre l’organisation des CNDs et le niveau d’acétylation des histones. Ces résultats soulignent que des mécanismes distincts et indépendants régissent l’organisation des TADs et des CNDs.

Discussion

Les CNDs pourraient servir de chaînon manquant entre les nucléosomes et les TADs et être une structure mettant en contact les enhancers avec les promoters régulant la transcription des gènes.

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乙酰化损失

导言在细胞核内，基因组是高度紧凑和折叠的。新的基因组学和显微镜技术的结合揭示了我们的基因组是在四个层次上组织起来的。从最大的染色体区域和A/B区，到最小的拓扑关联区（TAD）和染色质环。最近，我们实验室通过寡染 FISH 和超分辨率显微镜的结合，证明了 TADs 被细分为一个新的组织层，称为染色质纳米区（CNDs）。虽然TADs的结构和形成主要依赖于两种蛋白（CTCF和粘合素），但CNDs并不受这两种蛋白缺失的影响，这表明它们的形成可能涉及其他机制[1]。对芯片-Seq和显微镜数据的分析表明，TADs的乙酰化水平与其碎裂成CNDs之间存在相关性。为了研究乙酰化对 CND 的影响，我们在小鼠胚胎干细胞基因组中诱导了全局高乙酰化和低乙酰化。结果在这些条件下使用三维超分辨率显微镜检查基因座，结果表明CND的组织与组蛋白乙酰化水平之间存在密切联系。讨论CNDs可能是核小体和TADs之间缺失的一环，是使增强子与启动子接触以调节基因转录的结构。

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Morphologie Medicine-Anatomy

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期刊介绍： Morphologie est une revue universitaire avec une ouverture médicale qui sa adresse aux enseignants, aux étudiants, aux chercheurs et aux cliniciens en anatomie et en morphologie. Vous y trouverez les développements les plus actuels de votre spécialité, en France comme a international. Le objectif de Morphologie est d?offrir des lectures privilégiées sous forme de revues générales, d?articles originaux, de mises au point didactiques et de revues de la littérature, qui permettront notamment aux enseignants de optimiser leurs cours et aux spécialistes d?enrichir leurs connaissances.