Projet Replicor

La réplication de l'ADN chez les eucaryotes, utilise de nombreuses origines réparties le long du génome. L'" allumage " des différentes origines est coordonné au déroulement du cycle cellulaire, et fonctionnellement relié à l'état de la chromatine ainsi qu'à la chronologie de la transcription. La connaissance des origines est donc essentielle pour mieux comprendre les liens reliant ces mécanismes. Toutefois, chez les eucaryotes supérieurs, seul un petit nombre d'origines ont été identifiées expérimentalement et aucun consensus de séquence n'a pu être établi. Plusieurs points de vue coexistent aujourd'hui pour décrire l'initiation de la réplication dans ces organismes : un démarrage pouvant utiliser des séquences spécifiques, comme chez S. cerevisiae, ou un démarrage s'appuyant plutôt sur des éléments de nature épigénétique. Dans cette problématique, l'objectif de ce projet est la détection des origines de réplication actives dans la lignée germinale, et la caractérisation statistique des réplicons à l'aide de méthodologies originales d'analyse des séquences génomiques. Les variations de biais de composition (biais T/A et G/C) ont été utilisées avec succès pour trouver les origines de réplication chez de nombreuses bactéries, organelles et virus, mais à ce jour, cette méthode n'a pas donné de résultat chez les eucaryotes supérieurs. Pour surmonter certaines difficultés rencontrées chez ces organismes (hétérogénéité de la taille des origines et des réplicons, biais de composition lié à la transcription), nous avons entrepris l'analyse des biais à l'aide d'une méthodologie multi-échelle, la transformée en ondelettes (TO).

L'examen à différentes échelles des régions transcrites et non-transcrites, ainsi que des origines de réplication connues, indique que la transcription et la réplication participent toutes deux aux profils de biais observés. La possibilité de séparer ces deux contributions sera au coeur de notre projet et exploitera les formes distinctes des profils de biais de transcription (créneaux) et de réplication (dents de scie dues a la nature diffuse de la terminaison) via un choix de formes d'ondelettes optimales. Sur la base de notre récente découverte de la conservation des profils de biais autour des origines de réplication chez l'homme et dans les régions synténiques chez plusieurs mammifères (souris, rat), nous développerons des approches comparatives dans la représentation espace-échelle fournie par la TO, pour étudier la conservation des origines chez les mammifères. Le projet consistera à : (i) montrer l'existence d'un biais réplicatif chez divers eucaryotes en différenciant clairement les profils caractéristiques de la réplication de ceux de la transcription par la construction de deux formes d'ondelettes analysatrices adaptées; (ii) automatiser la détection des origines de réplication dans des génomes entiers ; (iii) caractériser les séquences de ces origines (inférence de motifs, etc.) ; (iv) étudier par approche phylogénétique les séquences et la distribution spatiale des origines de réplication ; (v) examiner à la lumière de ces données les liens entre réplicons et domaines d'expression génique.