1/ Cassures de l’ADN, Recombinaison et la Stabilité Chromosomique. (Contacts : Sébastien Lageix, Maria Gallego, Charles White). 

Les cassures chromosomiques se produisent dans toutes les cellules vivantes et, en séparant toute ou partie d’un bras chromosomique de son centromère, résultent dans la perte de centaines ou milliers de gènes avec des conséquences catastrophiques pour la cellule et l’organisme. Multiples mécanismes de recombinaison hautement conservées réparent efficacement ces cassures chromosomiques, et l’implication d’un mécanisme spécifique détermine le résultat de la réparation.  Avec de nouveaux outils (cinétique de réparation in vivo des DSB, CRISPR/Cas, cytométrie, séquençage NGS Nanopore…), nous étudions l’impact des contextes génétiques et épigénétiques des cassures chromosomiques sur les mécanismes moléculaires impliqués dans leur réparation au cours des divisions mitotiques et méiotiques.

2/ RAD51/DMC1 et le contrôle de la recombinaison méiotique. (Contact: Olivier Da Ines)

La méiose est une étape essentielle du cycle de vie des organismes se reproduisant sexuellement, assurant fertilité et diversité génétique. Son succès repose sur une étape de recombinaison (échange d’ADN) entre les chromosomes qui permet d’établir un lien physique (chiasma) entre chromosomes homologues, essentiel à leur bonne ségrégation lors de la production des gamètes. La recombinaison méiotique est déclenchée par la formation et la réparation de cassures de l’ADN. L’étape centrale de la réparation de ces cassures nécessite l’action coordonnée de deux recombinases RAD51 et DMC1. L’action coordonnée de ces deux recombinases détermine notamment le choix de la molécule d’ADN (chromatide sœur ou chromosome homologue) qui sera utilisée pour réparer les cassures. Essentielle en mitose, RAD51 joue cependant seulement un rôle de soutien à l’activité de DMC1 en méiose. Fait important, ces recombinases dépendent de facteurs accessoires (dont beaucoup restent non identifiés chez les plantes) qui déterminent leur activité et l’ensemble du processus est intégré dans l’architecture de la chromatine spécifique à la méiose. Nous étudions les facteurs et mécanismes moléculaires impliqués dans la régulation de ce processus.

3/ Adaptation méiotique à l’allopolyploïdie (Contact: Heïdi Serra) 

L’allopolyploïdie, issue de l’hybridation entre espèces apparentées, est omniprésente dans l’histoire évolutive des plantes. Dès leur formation, les organismes allopolyploïdes sont confrontés au défi de la ségrégation des chromosomes pendant la méiose en raison des deux (ou plus) jeux de chromosomes apparentés non-identiques (appelés homéologues) hérités de chacun des progéniteurs. En utilisant l’allotétraploïde Arabidopsis suecica comme modèle d’étude et un ensemble d’approches cytogénétiques, génomiques et épigénomiques, nous étudions les processus permettant l’adaptation méiotique à l’allopolyploïdie, et en particulier les mécanismes moléculaires qui contrôlent l’appariement et la recombinaison entre chromosomes homéologues.

4/ Rôles télomériques et non-télomériques du complexe CST. (Contacts : Michel Charbonneau, Nathalie Grandin) 

Dans tous les cancers, la prolifération cellulaire incontrôlée est associée à leur capacité de maintenir des télomères (les extrémités des chromosomes linéaires) fonctionnels. L’ADN télomérique est répliqué par une enzyme spécialisée, une transcriptase inverse, la télomérase. Par ailleurs, les télomères recrutent des protéines spécialisées qui, formant un capuchon protecteur, préviennent la dégradation des télomères par des enzymes de réparation et de modification de l’ADN. Nous étudions, chez un organisme modèle, la levure Saccharomyces cerevisiae, les protéines télomériques Cdc13, Stn1 et Ten1 (complexe CST, conservé au cours de l’évolution) qui assurent des fonctions essentielles de protection des extrémités des télomères et de régulation télomérase-dépendante de la taille des télomères, ainsi que des fonctions non-télomériques dans la régulation de la transcription et la stabilité du fuseau mitotique.