Réplication du Génome et Epigénome

Notre équipe explore les mécanismes de réplication des chromosomes, en intégrant à la fois l'ADN génomique et la chromatine qui porte une information épigénétique essentielle et complexe. Notre recherche combine le développement de méthodes génomiques de pointe avec l'étude de la biologie de la chromatine pour comprendre les liens entre la réplication du génome, le maintien de l’épigénome et leur impact sur la stabilité et l’évolution du génome.

Nous cherchons à comprendre comment nos cellules coordonnent la copie de leur ADN avec la préservation de leur épigénome — la couche d'information supplémentaire qui contrôle l'activité des gènes et définit l'identité et la fonction de chaque type cellulaire. Bien que toutes les cellules possèdent quasiment le même ADN, celui-ci est organisé différemment grâce à la chromatine, une structure composée d'ADN, de protéines et de diverses marques.

Lors de la division cellulaire, l'ADN et ces marques de chromatine doivent être fidèlement reproduits. Pourtant, la réplication de l'ADN perturbe la chromatine, menaçant la stabilité de l'information génétique et épigénétique. Les deux brins d'ADN sont copiés selon des mécanismes très différents : un brin est synthétisé de manière continue, tandis que l'autre brin est assemblé de manière discontinue, sous forme de courts fragments, dits fragments d'Okazaki. Par conséquent, les mécanismes de maintien de l'information épigénétique diffèrent entre les deux brins, et le brin discontinu est particulièrement vulnérable aux erreurs et à l'insertion d'éléments génétiques mobiles.

Les récents travaux du laboratoire ont démontré que le maintien de la méthylation de l'ADN, la voie épigénétique clé pour le silençage transcriptionnel des éléments transposables, est fonctionnellement couplé à la synthèse du brin discontinu via la voie UHRF1-LIG1-PCNA-PAF15. Ce mécanisme épigénétique cible les éléments transposables au cours de la réplication du brin discontinu, mais ce même brin constitue paradoxalement leur site d'insertion privilégié — notamment pour les L1, SINE et satellites — car l'interférence entre méthylation et réplication perturbe la maturation des fragments d'Okazaki et prolonge la présence de PCNA à la fourche de réplication, créant une fenêtre propice à leur insertion. Ces résultats révèlent une dynamique à double sens : les rétrotransposons exploitent l'asymétrie de la fourche de réplication pour s'insérer, tandis que le génome hôte riposte par un silençage épigénétique couplé à la réplication. Plus largement, les travaux du laboratoire démontrent que les brins continu et discontinu sont distincts, avec des implications pour les taux de mutation, la réparation de l'ADN et la stabilité du génome.