Etude de la dynamique de fibres individuelles de chromatine à l’aide de nanopinces optomagnétiques d’un type nouveau – CHROMATOMOPINCES

Ce projet vise à développer un nouveau système de nanomanipulation de molécules individuelles, les « tomopinces optomagnétiques» et à l’appliquer à l’étude de la chromatine. Il comporte deux principes méthodologiques originaux et synergiques. Le premier, les «pinces optomagnétiques», combine « pinces »optiques et magnétiques, pour contrôler en temps réel les quatre paramètres mécaniques d’une molécule individuelle, force, longueur, torsion, et couple, en visant une résolution spatiale entre 1 et 5 nm et une sensibilité en couple inférieure au pN.nm. Par ailleurs, on implémentera sur le dispositif des microcanaux originaux comportant des miroirs intégrés, préparés par microlithographie, afin d’observer les objets tenus dans les pinces simultanément selon deux angles d’observation, et effectuer un «tracking» en 3D de la bille servant de «poignée» pour manipuler une molécule unique (par exemple un ADN), ET d’ autre(s) objet(s) biologique(s) (enzymes, assemblages moléculaires), marqué avec une nanoparticule et interagissant avec cet ADN. Ce progrès instrumental majeur sera appliqué à la dynamique de la chromatine, structure constituée principalement d’ADN enroulé autour d’octamères d’histones, et constituant de base du noyau cellulaire. La dynamique de la chromatine est essentielle pour la conservation de l’intégrité du génome et pour léxpression des gènes. Nous avons récemment étudié pour la première fois le comportement en torsion de fibres individuelles de chromatine, et découvert des mécanismes de plasticité inconnus. Nous utiliserons les nouvelles possibilités des tomopinces optomagnétiques pour étudier la dynamique des interactions entre l’ADN, les nucléosomes, et diverses protéines agissant dans le contexte chromatinien (histones linkers, variants physiologiques, promoteurs et répresseurs déxpression, polymérases, facteurs de remodelage). Ces expériences seront étroitement couplées à un travail théorique portant sur la modélisation multiéchelles de fibres de chromatines en interaction avec des protéines