Tesis: "Organisation des chromosomes"

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Almagro, Sébastien. "Organisation structurale et fonctionnelle des chromosomes". Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003099.

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Nous avons utilisé une technique récente de mesure d'élasticité de chromosomes mitotiques assemblés in vitro de Xénope et mis au point une technique de fonctionnalisation par anticorps de micropipettes. Nous avons confirmé que le chromosome mitotique n'était pas un objet homogène. Il est constitué de deux parties bien distinctes : une gaine molle de chromatine et une structure rigide. Nous avons identifié les protéines SMC comme actrices de ces structures rigides. Nous avons aussi montré que l'ADN et les protéines sont nécessaires au maintien de l'organisation des chromosomes alors que l'ARN ne l'est pas. Nous avons aussi étudié le paysage énergétique du chromosome, ce qui n'avait jamais été réalisé sur un objet aussi complexe. Nous proposons un modèle dynamique de formation des chromosomes dans lequel les protéines SMC agissent comme médiatrices de la forme en bâtonnet des chromosomes mitotiques et dans lequel les ions Mg++ et Ca++ jouent le rôle d'agents de

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Donald, Tamzin. "Organisation and expression of plant B chromosomes /". Title page, table of contents and abstract only, 1999. http://web4.library.adelaide.edu.au/theses/09PH/09phd6758.pdf.

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Fairhead, Cécile. "Proprietes et organisation des chromosomes naturels et artificiels de levure". Paris 6, 1993. http://www.theses.fr/1993PA066089.

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La levure est un eucaryote unicellulaire dont le genome contient toute l'information necessaire a la vie d'une cellule. Ce genome de petite taille est actuellement en cours de sequencage par un ensemble d'equipes internationales. Nous avons participe au sequencage du chromosome iii. L'analyse de la sequence totale du iii confirme que la levure possede un genome compact, sans sequence repetee. Cent quatre-vingt-deux phases ouvertes de lecture de plus de cent codons ont ete revelees sur ce chromosome. La plupart d'entre elles correspondent a des fonctions inconnues jusqu'alors. La grande majorite des genes n'est pas essentielle a la vie de la cellule au laboratoire. La levure fournit des outils pour l'etude des genomes complexes. Nous avons participe a la mise au point de l'utilisation d'une endonuclease tres specifique, fournie par la mitochondrie de levure, utile en cartographie. Par ailleurs, nous avons experimente avec le systeme des chromosomes artificiels de levure, ce qui nous a permis de mettre en evidence un phenomene inattendu de fusion de fragments telomeriques. Enfin, nous avons etudie les mecanismes de reparation des cassures double brin de l'adn chromosomique de levure. Nous avons induit des cassures uniques in vivo, grace a un systeme d'expression nucleaire de l'endonuclease mitochondriale qui coupe des sites introduits artificiellement sur les chromosomes. Nous avons montre que la cassure est reparee en presence d'une copie intacte de la region coupee, par recombinaison homologue. La molecule coupee devient ainsi identique a la copie intacte. S'il n'existe pas de copie intacte de la region coupee, la grande majorite des cellules ne survit pas a l'induction de la cassure. Une faible proportion des cellules survit et repare la coupure par un mecanisme inconnu de religature imparfaite

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Nourse, Jamie. "The structure, organisation and function of dispensable chromosomes in the phytopathogenic fungus Colltotrichum Gloeosporioides /". St. Lucia, Qld, 2001. http://www.library.uq.edu.au/pdfserve.php?image=thesisabs/absthe16086.pdf.

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Orsi, Guillaume. "Organisation et intégrité des chromosomes parentaux à la fécondation chez la drosophile". Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00848499.

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La reproduction sexuée implique une différentiation extrême des gamètes qui s'accompagne de profonds remaniements des chromosomes parentaux. Au moment de la fécondation, ces chromosomes doivent être rendus compétents pour la formation du premier noyau zygotique. Au cours de ma thèse, j'ai étudié l'importance fonctionnelle de plusieurs voies moléculaires paternelles et maternelles participant à cette étape chez la drosophile. Le complexe HIRA est impliqué dans l'assemblage de nucléosomes dans le pronoyau mâle à la fécondation. J'ai décrit le rôle de HIRA et de son partenaire Yemanucléine-α dans cette voie. J'ai caractérisé plus finement ce complexe en étudiant son rôle somatique dans l'assemblage des nucléosomes et son implication dans la stabilité de l'hétérochromatine, améliorant notre compréhension des besoins biologiques qui conditionnent sa conservation et son évolution. Je me suis aussi intéressé à diverses situations affectant l'intégrité des chromosomes parentaux à la fécondation. (1) J'ai décrit les conséquences catastrophiques pour la méiose femelle de l'expression naturelle d'un transposon à travers l'étude d'un cas de dysgénésie hybride. (2) J'ai contribué à montrer que la protéine K81 est essentielle pour la protection des télomères dans les chromosomes paternels au cours de la spermatogénèse. (3) J'ai participé à caractériser les conséquences pour les chromosomes paternels de l'incompatibilité cytoplasmique induite par la bactérie Wolbachia. Ensemble, ces travaux soulignent les particularités des chromosomes parentaux à la fécondation et aident à cerner l'importance des voies maternelles et paternelles dans leur intégration dans le premier noyau du zygote

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Mercy, Guillaume. "L'organisation 3D des chromosomes synthétiques de levure". Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS034/document.

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Le projet international de synthèse des chromosomes de S. cerevisiae (projet Sc2.0) a débuté il y a une dizaine d'années en suivant des principes établis par le Pr. Jef Boeke. Les chromosomes synthétiques ont été conçus pour augmenter la stabilité du génome en supprimant toutes les séquences répétées (ARNt, éléments transposables...), tout en y ajoutant un système d'évolution inductible dépendant du système Cré/LoxP (système SCRaMbLE), permettant de générer rapidement des réarrangements chromosomiques. Bien que le design du projet Sc2.0 soit très conservateur en ce qui concerne le contenu des gènes, la suppression de plusieurs classes de séquences répétées peut affecter l'organisation du génome et potentiellement altérer les fonctions cellulaires. En utilisant la méthode de capture de conformation de chromosome couplée au séquençage de seconde génération (Hi-C), mon objectif a été de caractériser l'organisation 3D des génomes des souches synthétiques et évoluées. À ce jour, huit chromosomes (syn I, II, III, V, VI, IX-R, X et XII) ont été entièrement assemblés séparément. En utilisant les souches contenant un ou plusieurs de ces chromosomes, nous avons pu montrer que leur organisation génomique n'est globalement pas affectée par leur présence. Quelques exceptions subsistent, avec synIII dont les cassettes HML et HMR ont été retirées, et synXII d'où l'ADNr a été déplacé sur un autre chromosome. À ce stade, nous concluons que l'ADN répétitif dispersé ne conduit pas la conformation moyenne globale du génome de S. cerevisiae. Nous avons aussi exploité les cartes de contacts pour identifier les réarrangements dans les souches SCRaMbLE
The international project Sc2.0 started 10 years ago by the Pr. Jef Boeke aims to build a fully synthetic genome of S. cerevisiae which increases the genome stability by removing all repeated sequences (tRNA, transposable elements, etc.), and implements SCRaMbLE (for Synthetic Chromosome Rearrangement and Modification by LoxP-mediated Evolution), an inducible, high-throughput chromosome rearrangement system. This design is highly conservative with respect to gene content, the deletion of several classes of repeated sequences and the introduction of thousands of designer changes. However, it may affect genome organization and potentially alter cellular functions. To determine wether those modifications affected the three-dimensional conformation of synthetic chromosmes, we investigated it using chromosomes conformation capture coupled to second generation sequencing method (Hi-C). Currently, eight synthetic chromosomes (synI, synII, synIII, synV, synVI, synIX-R, synX et synXII) have been fully assembled. Using these strains we observed that the large-scale genomic organization is globally unaffected by the presence of synthetic chromosome(s). Two exceptions are synIII, which lacks the silent mating-type cassettes, and synXII, specifically when the ribosomal DNA is moved to another chromosome. We also exploited the contact maps to detect rearrangements induced in these SCRaMbLE strains

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Mercy, Guillaume. "L'organisation 3D des chromosomes synthétiques de levure". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2018. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2018SORUS034.pdf.

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Le projet international de synthèse des chromosomes de S. cerevisiae (projet Sc2.0) a débuté il y a une dizaine d'années en suivant des principes établis par le Pr. Jef Boeke. Les chromosomes synthétiques ont été conçus pour augmenter la stabilité du génome en supprimant toutes les séquences répétées (ARNt, éléments transposables...), tout en y ajoutant un système d'évolution inductible dépendant du système Cré/LoxP (système SCRaMbLE), permettant de générer rapidement des réarrangements chromosomiques. Bien que le design du projet Sc2.0 soit très conservateur en ce qui concerne le contenu des gènes, la suppression de plusieurs classes de séquences répétées peut affecter l'organisation du génome et potentiellement altérer les fonctions cellulaires. En utilisant la méthode de capture de conformation de chromosome couplée au séquençage de seconde génération (Hi-C), mon objectif a été de caractériser l'organisation 3D des génomes des souches synthétiques et évoluées. À ce jour, huit chromosomes (syn I, II, III, V, VI, IX-R, X et XII) ont été entièrement assemblés séparément. En utilisant les souches contenant un ou plusieurs de ces chromosomes, nous avons pu montrer que leur organisation génomique n'est globalement pas affectée par leur présence. Quelques exceptions subsistent, avec synIII dont les cassettes HML et HMR ont été retirées, et synXII d'où l'ADNr a été déplacé sur un autre chromosome. À ce stade, nous concluons que l'ADN répétitif dispersé ne conduit pas la conformation moyenne globale du génome de S. cerevisiae. Nous avons aussi exploité les cartes de contacts pour identifier les réarrangements dans les souches SCRaMbLE
The international project Sc2.0 started 10 years ago by the Pr. Jef Boeke aims to build a fully synthetic genome of S. cerevisiae which increases the genome stability by removing all repeated sequences (tRNA, transposable elements, etc.), and implements SCRaMbLE (for Synthetic Chromosome Rearrangement and Modification by LoxP-mediated Evolution), an inducible, high-throughput chromosome rearrangement system. This design is highly conservative with respect to gene content, the deletion of several classes of repeated sequences and the introduction of thousands of designer changes. However, it may affect genome organization and potentially alter cellular functions. To determine wether those modifications affected the three-dimensional conformation of synthetic chromosmes, we investigated it using chromosomes conformation capture coupled to second generation sequencing method (Hi-C). Currently, eight synthetic chromosomes (synI, synII, synIII, synV, synVI, synIX-R, synX et synXII) have been fully assembled. Using these strains we observed that the large-scale genomic organization is globally unaffected by the presence of synthetic chromosome(s). Two exceptions are synIII, which lacks the silent mating-type cassettes, and synXII, specifically when the ribosomal DNA is moved to another chromosome. We also exploited the contact maps to detect rearrangements induced in these SCRaMbLE strains

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Brun, Christine. "Organisation en boucles de la molécule d'ADN et réplication : tude de la région 14B-15B du chromosome X et de l'unité des gènes ribosomiques de Drosophila melanogaster". Aix-Marseille 2, 1992. http://www.theses.fr/1992AIX22017.

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La molecule d'adn, constitutive du chromosome eucaryote, est organisee en boucles dont les bases sont ancrees dans un reseau proteique interne nomme scaffold. L'implication des sites d'attachement de la molecule d'adn au scaffold (=sar) dans les mecanismes de replication a ete etudiee dans deux regions distinctes du genome de la drosophile: la region 14b-15b du chromosome x, mesurant 800 kb, qui a ete clonee dans le laboratoire et dont l'organisation en boucles a ete determinee lors d'une etude anterieure, et l'unite des genes codant pour les arns ribosomiques. Dans une premiere etape, l'activite de replication autonome (=ars) de fragments de restriction representatifs de la region 14b-15b a ete testee par transformation heterologue de levure. 27 fragments manifestent une activite ars. 25 d'entre eux sont des sars. Il existe donc une correlation entre les deux types d'activites: une sous-classe de sars de drosophile est impliquee dans les mecanismes de replication extrachromosomique chez la levure. De plus, l'association au scaffold est conservee entre les deux especes: lors d'un test de re-association in vitro, 61% des sars testes sont capables de s'associer a des scaffolds de levure. Dans une deuxieme etape, l'existence d'une relation entre sites d'attachement, sequences ars dans la levure et origines de replication chromosomiques a ete abordee. Pour cela, l'organisation en boucles de l'unite repetee des genes ribosomiques a ete determinee. Trois sars ont ete identifies a l'interieur des trois espaceurs presents dans l'unite. Ils definissent trois boucles d'adn contenant la region codant pour l'arn 18s, une partie de la region codant pour l'arn 28s et une region entourant le site +1 de transcription, respectivement. Ces 3 sars de drosophile sont egalement capables de s'associer a des scaffolds de levure. Trois regions de l'unite sont impliquees dans les mecanismes de replication extrachromosomique chez la levure. Elles correspondent aux regions en interaction avec le scaffold. De plus, la technique d'electrophorese bidimensionnelle neutre/neutre a permis de localiser une origine de replication chromosomique dans un fragment d'adn couvrant deux des espaceurs. Ces resultats montrent donc qu'au moins dans un cas, une proximite topologique existe entre des sequences impliquees dans l'association de la molecule d'adn au scaffold, dans la replication extrachromosomique chez la levure et dans l'initiation de la replication chromosomique. Cela suggere une relation fonctionnelle etroite entre ces trois types de sequences

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Augui, Sandrine. "Interactions chromosomiques et inactivation du chromosome X : éléments génétiques et mécanismes impliqués dans la reconnaissance du nombre de chromosomes X et dans la coordination des centres d'inactivation". Paris 11, 2009. http://www.theses.fr/2009PA112373.

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Le locus Xic contrôle l'initiation de l'inactivation du chromosome X. Il est nécessaire à la reconnaissance du nombre de chromosomes X (Sensing) et au déclenchement de l'expression monoallélique de Xist. Nous avons étudié la dynamique nucléaire des Xics au cours de la mise en place de l'inactivation dans les cellules ES. Nous avons montré que lors de l'initiation de l'inactivation, les deux Xics interagissent physiquement. Cet appariement transitoire permettrait la coordination des Xics afin de ne mettre en place l'inactivation qu'en présence de deux chromosomes X et au niveau d'un seul. Nous avons montré que cet appariement impliquait une région du Xic nommée Xpr pour "X-pairing region". Des expériences de transgénèse montrent que cette région est capable d'induire la trans-interaction des Xics de façon autonome et peut aussi induire l'activation du gène Xist endogène. Xpr serait ainsi le premier activateur en trans de Xist identifié à ce jour. La présence ectopique de Xpr semble en outre associée à une instabilité génétique dans les cellules ES. Notre modèle propose que l'appariement homologue des régions Xpr serait impliqué dans la coordination des Xics en ne permettant l'activation de Xist qu'en présence de plusieurs chromosomes X, et au niveau du nombre de X nécessaires pour rétablir la compensation de dose. En l'occurrence, des lignées males double transgéniques pour Xpr et Xist/Tsix semblent mettre en place au cours de leur différenciation un processus aléatoire d'inactivation, comparable à celui observé dans des lignées femelles, suggérant que Xpr+Xist/Tsix récapitulerait l'ensemble des fonctions du Xic et représenterait donc la région minimum du Xic
In mammals, dosage compensation is achieved by the inactivation of one of the two X-chromosome during early development in females. X inactivation process is controlled by a complex locus, the X-inactivation centre (Xic), which includes the Xist gene and its antisense transcription unit Tsix/Xite. The Xic senses X chromosome number and initiates inactivation by triggering mono-allelic up-regulation of Xist RNA, and reciprocally, down-regulation of Tsix from one of the two X chromosomes in females. However, the mechanisms underlying sensing and reciprocal Xist/Tsix regulation remain obscure. We recently showed that a previously untested segment of the Xic, lying several hundred kilobases upstream of Xist and enriched in histone H3K27me3 and H3K9me2 marks, brings the two Xic's together prior to the onset of X inactivation (Augui et al, Science 318:1362, 2007). This X-pairing-region (Xpr) can autonomously drive Xic trans-interactions even as an ectopic single copy transgene. Furthermore its presence in male ES cells is selected against, suggesting that it may have a role in triggering Xist up regulation. We proposed that the pairwise interactions driven by this novel X-pairing-region (Xpr) of the Xic might enable a cell to sense that more than one X-chromosome is present in an XX cell, by activating biallelic Xist expression. Furthermore we believe that Xpr pairing then facilitates association between the Tsix/Xite regions, thus rendering biallelic Xist expression monoallelic. Finally, we think that Xpr could be the missing functional region of the Xic since Xpr + Xist/Tsix transgenes seem to recapitulate all Xic function in a male cell line

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Toulouze, Mathias. "Analyse de la dynamique des chromosomes chez Saccharomyces cerevisiae". Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2018. http://www.theses.fr/2018USPCC149.

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La difficulté et la nécessité d'étudier l'organisation dynamique du génome ont poussé ces dernières années les expérimentateurs et les théoriciens à collaborer au développement de modèles théoriques de l'architecture chromosomique. Notre travail s’inscrit dans cet effort. En collaboration avec David Holcman et Assaf Amitaï (ENS Paris), nous avons développé une nouvelle méthode d'analyse de la mobilité de sites chromosomiques marqués avec des protéines fluorescentes. Notre analyse a permis de comparer la mobilité des différents sites du génome afin de comprendre comment l’organisation du noyau influe sur la mobilité de la chromatine, puis dans un second temps nos résultats ont permis d’établir un lien entre les mécanismes de réparation de l’ADN et la mobilité. Il a déjà été prouvé récemment (K. Bloom, 2013) que la mobilité des chromosomes est limitée par leur ancrage au SPB via leur centromère, mais l’étude de l'impact de l’ancrage télomérique sur la mobilité des chromosomes méritait d’être approfondi. Contrairement à ce qui est communément admis, nos résultats ont montré que les télomères ne sont pas fortement ancrés à la membrane nucléaire, de plus il existe une grande variabilité de leur mobilité cellule à cellule. Dans la plupart des cellules, l'interaction télomérique avec la membrane nucléaire est en effet suffisamment forte pour modifier la localisation des locus sub-télomériques mais trop faible pour impacter sa mobilité. Nos résultats ont également montré que les loci sub-télomériques ont une mobilité supérieure à celle des locus situés au milieu du bras chromosomique. Dans les cellules mutantes, la perte de l'intégrité du chromosome lors de l'induction d'une CDB entraîne l'apparition d’extrémités libres sur la chromatine. De manière similaire aux locus sub-télomériques, les extrémités libres des CDB présentent une mobilité plus élevée que les CDB du chromosome dont l'intégrité est préservée, ceci qui pouvant s'expliquer par un degré de liberté de mouvement supérieur des extrémités de la chromatine. Les cassures double-brin de l’ADN sont parmi les lésions les plus toxiques. La non- réparation ou une mauvaise réparation de ces cassures conduit à la mort cellulaire ou à des réarrangements chromosomiques qui sont à l’origine du développement de cancers chez l’homme. Lorsque que la cassure de l’ADN se produit la molécule d’ADN porteuse de l’information génétique est rompue sur les deux brins mais les deux extrémités de la cassure sont maintenues ensemble ce qui préserve l’intégrité du chromosome. En effet l’observation des extrémités de la cassure par microscopie grâce à des tags fluorescents situés de chaque côté de la cassure montre que celles-ci sont maintenues à proximité l’une de l’autre. Il existe donc un ou plusieurs mécanismes permettant à la cellule de préserver l’intégrité du chromosome. Des travaux précédents ont identifié le complexe MRX comme étant l’un des acteurs essentiels de ce mécanisme. Nos travaux ont permis d’identifier une seconde voie, complémentaire de MRX permettant d’assurer le maintien de l’intégrité chromosomique. Nous avons aussi pu observer que nos observations statiques concernant la proportion de cellules présentant des extrémités séparées était en réalité à l’échelle de la cellule le résultat d'un processus dynamique, les extrémités des chromosomes pouvant au cours du temps plusieurs fois se retrouver puis se séparer à nouveau. Afin de mieux comprendre les mécanismes de cohésion entre extrémités, nous avons pensé qu'il était essentiel de comprendre l'impact du recrutement des cohésines sur l'organisation 3D de la chromatine autour de la cassure. En effet, le recrutement de cohésines sur des dizaines de kilobases autour de la rupture est susceptible de générer l'assemblage d'une grande structure capable de modifier l'organisation 3D du chromosome à grande échelle
The difficulty and the need to study the dynamic organization of the genome have pushed in recent years, experimenters and theorists to collaborate in the development of theoretical models of chromosomal architecture. Our work is a part of this effort. In collaboration with David Holcman and Assaf Amitaï (ENS Paris), we developped a new method of data analysis for the study of chromosomal sites tagged with fluorescent proteins. This new method allows us to extract from miscroscopy analysis a parameter named Kc characterizing constraints that restrict the mobility of the chromosomal locus. This new analysis was used to compare the mobility of different sites in the genome in order to understand how organization of the nucleus impacts chromatin mobility with the final aim of understanding the impact of this mobility on the regulation of DNA repair mechanisms. It was already proven recently (K. Bloom, 2013) that mobility of chromosomes is constrained by their anchoring to SPB by their centromeres, but little was known about the impact of telomeric sequences to nuclear membrane on chromosome mobility. Contrary to what is commonly accepted, our results showed that telomeres are not strongly anchored to the nuclear membrane. Within a cell population, it exists a high variability in telomere mobility, indeed most of the cells the telomeric interaction with the nuclear membrane is indeed strong enough to change the location of sub-telomeric loci but too weak to impact its mobility. Our results also showed that sub-telomeric loci have a higher mobility than loci located in the middle of the same chromosome arm. In mutant cells the loss of chromosom integrity upon the induction of a double-strand break leads to the apparition chromatin free extremities. Similarly to sub-telomerics loci, DSBs free extremities exhibit a higher mobility than DSBs in chromosome with a preserved integrity. In summary our study has shown that free ends of a chromatin fiber have a higher mobility than other monomers in the chain. This higher mobility is due to the higher level of freedom that chromatin extremities have. When DNA double strand break (DSB) is generated, the chromosome ends should become physically totally dissociated from one to another, making ensuing repair difficult. To overcome this dramatic event, the DNA damage response (DDR) takes in charge the implementation of a protein bridge that holds the two chromosome ends together and so preserve its integrity. In S. cerevisiae the MRX complex was already known for playing critical functions in early DSB extremities tethering. Several studies showed that a single DSB induces the formation of a ≈100 kb cohesin domain around the lesion. Our study suggests the late role played by cohesins in the emergence of an intra-chromosomal cohesive structure capable to maintain chromosomal integrity. The way of DSB extremities cohesion is established, is consistent with what is published on the recruitment of cohesins at DSBs. Our study also highlight the dynamical behavior of DSB extremities at the cell scale. Indeed once DSB extremities are separated, they alternate during several hours between a tethered and a separated state. We also analysed the impact of cohesins recruitment at DSBs at the chromosome scale. Our results establish a positive correlation between the level of cohesins loaded on the chromosome and the level of folding of the chromatin fiber. The analysis of the chronology of events leading to the preservation of chromosomal integrity upon DSB suggests that chromatin has an intrinsic property (not related to DNA damage response) preserving its integrity despite the apparition of DSBs. This property could potentially be due to short-range inter-nucleosomal interactions or to the presence of secondary structures formed by cohesines in the interphase genome. All these hypothesis should be further tested experimentally

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Dauban, Lise. "Organisation du génome par le complexe cohésine chez la levure Saccharomyces cerevisiae". Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30100.

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La cohésine est un complexe protéique conservé dans l'évolution composé d'un anneau capable d'embrasser l'ADN et de protéines auxiliaires régulant son association avec l'ADN. D'une part, la cohésine confère la cohésion des chromatides sœurs nécessaire à leur ségrégation, d'autre part elle établit et maintient des boucles de chromatine. Ces boucles sont requises pour la formation de domaines topologiques, l'expression génique et la stabilité du génome. Cependant les mécanismes régissant leur formation ne sont pas entièrement élucidés. Selon le modèle d'extrusion de boucles, la cohésine capturerait des boucles de petites tailles et les élargirait en extrudant l'ADN à travers son anneau. Dans ce modèle, la taille des boucles dépendrait à la fois du temps de résidence des cohésines sur l'ADN et de leur processivité. Étudier la régulation des cohésines est donc fondamental pour comprendre la biologie des chromosomes. Dans cette étude nous avons montré que les bras des chromosomes mitotiques de la levure Saccharomyces cerevisiae étaient organisés sous forme de boucles de chromatine dépendantes des cohésines. Nous avons étudié le rôle des sous-unités régulatrices des cohésines, Pds5, Wpl1 et Eco1 dans la formation de ces boucles. Nos données montrent que Pds5 inhibe leur expansion, via Wpl1 et Eco1. Comme décrit chez les mammifères, Wpl1 les abolit en dissociant les cohésines des chromosomes. En revanche, nos résultats suggèrent qu'Eco1 entraverait la translocation des cohésines sur l'ADN, nécessaire pour l'agrandissement des boucles. Nous avons ensuite analysé le rôle de ces protéines dans l'organisation de l'ADN ribosomique (ADNr), séquence enrichie en cohésines, hautement transcrite et isolée du reste du génome. Pds5 semble avoir un rôle central dans l'organisation de cette séquence, qui ne dépendrait pas de Wpl1 ou d'Eco1. Afin d'analyser de manière fine les réorganisations spatiales de l'ADNr, nous avons développé une analyse d'image dédiée permettant de sonder l'organisation de cette fibre en trois dimensions. Nous avons révélé une structure sous-jacente de l'ADNr composée d'une succession de domaines organisés spatialement par les cohésines. Cette étude ouvre des perspectives vers une meilleure compréhension de la régulation des cohésines dans l'organisation du génome
Cohesin is an evolutionary-conserved complex composed of a ring capable of DNA entrapment and of auxiliary proteins regulating its association with DNA. On the one hand, cohesin confers sister chromatid cohesion required for their proper segregation and on the other hand it establishes and maintains chromatin looping. Chromatin loops are crucial for assembly of topological domains, gene expression and genome stability. However, mechanisms driving their establishment remain to be elucidated. According to loop extrusion model, cohesin would capture small loops and enlarge them by extruding DNA throughout its ring. This model predicts that loop size would depend on both cohesin residence time on DNA and on its processivity. Deciphering cohesin regulation is thus fundamental to understand chromosome biology. In this study, we showed that mitotic chromosome arms of yeast Saccharomyces cerevisiae are organised in cohesin-dependent chromatin loops. We studied the role of cohesin regulatory subunits Pds5, Wpl1 and Eco1 on loop establishment. Our data show that Pds5 inhibits loop expansion via Wpl1 and Eco1. As previously described in mammals, Wpl1 counteracts loop expansion by dissociating cohesin from DNA. Our results suggest that Eco1 would inhibit cohesin translocation on DNA, required for loop expansion. We then studied how these proteins contribute to the organisation of the ribosomal DNA array (rDNA), a cohesin-rich, highly transcribed sequence segregated away from the rest of the genome. Our data point toward a central role for Pds5 in organising this genomic region, independently of Wpl1 and Eco1. To study in detail rDNA spatial organisation, we developed a dedicated image analysis to assess its organisation in three dimensions. We have unveiled an underlying organisation for rDNA, made by a succession of small domains spatially organised by cohesin. This study opens large perspectives towards a better understanding of cohesin regulation in genome organisation

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Labbé, Jessy. "Contribution à l'étude de la structure et du polymorphisme du génome du basidiomycète ectomycorhizien "Laccaria bicolor" (Maire) Orton et identification de QTLs de mycorhization chez les peupliers, "Populus trichocarpa Torr. & A. Gray ex Hook. et "Populus deltoides (Bartr.) Marsh". Thesis, Nancy 1, 2009. http://www.theses.fr/2009NAN10079/document.

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Les symbioses mycorhiziennes, entre champignons et racines de plantes, concernent 95 % des espèces végétales. Les arbres sociaux des forêts boréales et tempérées forment avec les champignons un type particulier d’association : la symbiose ectomycorrhizienne. Les ectomycorrhizes jouent un rôle essentiel dans la nutrition hydrominérale des arbres, le cycle des éléments minéraux et la production primaire. Cependant, leur complexité n’a pas permis à ce jour de déchiffrer leurs rôles et leurs fonctions précises. La récente disponibilité du génome du champignon ectomycorhizien Laccaria bicolor et de celui de l'arbre hôte Populus trichocarpa fournit une occasion inégalée d’approfondir nos connaissances du développement et du fonctionnement de cette symbiose. Les objectifs de cette étude ont donc été de participer à la caractérisation et au décryptage du génome de L. bicolor puis à la recherche des gènes impliqués dans la formation des ectomycorhizes chez les deux partenaires. Dans un premier temps et afin d’aider à l’assemblage de la séquence génomique de L. bicolor, nous avons identifié les séquences répétées et construit une carte génétique. Sur les 60 Mb de ce génome, nous avons mis en évidence 8 % de séquences microsatellitaires et 24 % d’éléments transposables. Une carte génétique a été construite à partir de 111 monocaryons issus de L. bicolor S238N. Cette carte comprend 326 marqueurs (8 RAPD, 243 AFLP, 59 SSR et 14 SNP) répartis sur 10 groupes de liaison ancrés à la séquence génomique de L. bicolor. Dans un second temps, nous avons tenté d’identifier les gènes impliqués dans l’établissement des ectomycorhizes chez le peuplier en combinant une approche de détection par QTLs et par puces à ADN. Nous avons ciblé 81 gènes potentiellement impliqués dans l’établissement et/ou le fonctionnement de la symbiose
The mycorrhizal symbioses between fungi and roots concern 95 % of the plant species. Social trees of boreal and temperate forests form a particular type of root association with fungi: the ectomycorrhizal symbiosis. Ectomycorrhizas play a major role in tree hydromineral nutrition, nutrient cycles and primary production. However, their complexity have so far prevented from deciphering their precise function and role. The recent availability of the genome of the ectomycorrhizal fungus Laccaria bicolor and that of the host-tree Populus trichocarpa provides an unprecedented opportunity to decipher the key components of development and functioning of this symbiosis. The aims of this study were to participate to the characterization and deciphering of the genome of L. bicolor, and to determine the genes involved in the formation of ectomycorrhizas in both partners. Firstly, in order to facilitate the assembly of the genomic sequence of L. bicolor, we have identified the repeated sequences and generated a genetic map. On the 60 Mb of this genome, 8 % are microsatellite sequences and 24 % transposable elements. A genetic map was built from 111 monokaryons issued from L. bicolor S238N. This map includes 326 markers (8 RAPD, 243 AFLP, 59 SSR and 14 SNP) distributed on 10 linkage groups anchored onto the genomic sequence of L. bicolor. Secondly, we have identified the genes involved in the establishment of ectomycorrhizas in poplar by combining QTL detection and DNA microarrays. We targeted 81 genes which can be involved in the establishment and/or the functioning of the symbiosis

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Almayrac, Etienne. "Rôle de l’organisation des chromosomes et de yH2A dans la mobilité globale de la chromatine après un dommage à l’ADN". Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2019. https://theses.md.univ-paris-diderot.fr/ALMAYRAC_Etienne_2_complete_20190513.pdf.

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L’organisation non-aléatoire et la mobilité des chromosomes dans le noyau des cellules eucaryotes peuvent influencer plusieurs fonctions liées au métabolisme de l’ADN, y compris la stabilité du génome. Les cassures double-brin sont les dommages à l’ADN les plus dangereux pour la cellule. Différentes études sur la mobilité de la chromatine chez la levure après dommage à l’ADN ont montré une augmentation de la mobilité à la fois au niveau du locus endommagé mais aussi au niveau du génome non endommagée. Durant ma thèse, j’ai participé dans un premier temps à une étude qui décrit les mécanismes qui entraînent une augmentation globale de la mobilité après induction de multiples DSBs par traitement à la zéocine. Cette étude a permis de proposer l’hypothèse d’une rigidification globale de la chromatine, liée à la phosphorylation de l’histone H2A (yH2A), comme origine de l’augmentation globale de la mobilité après dommages. Dans un second temps, je me suis intéressé à la mobilité globale de la chromatine après une cassure double-brin unique, aux causes possibles de l’augmentation de la mobilité et à son importance lors de la réparation par recombinaison homologue (HR). Pour cela, j’ai construit un système THRIV (« Tracking Homologous recombination in vivo ») qui m’a permis de contrôler l’induction d’une DSB ciblée et de discriminer individuellement les cellules ayant réparé par HR au cours du temps. De plus, j’ai suivi par vidéomicroscopie la mobilité d’un locus sur un chromosome non-endommagé et mesuré ainsi les modifications de la mobilité globale de la chromatine après dommage. Ainsi, il a été démontré 1) qu’une unique DSB ciblée peut entraîner une augmentation de la mobilité d’un locus en trans lorsqu'elle a lieu à proximité d'un centromère 2) que la position spatiale d’une séquence donneuse, détermine probablement également l’augmentation de la mobilité globale de la chromatine après une DSB 3) que l’augmentation de la mobilité après DSB dépend de la phosphorylation de l’histone H2A (yH2A), mais pas du médiateur Rad9, contrairement à un contexte de multiples DSBs. Enfin, mes premiers résultats tendent à infirmer l’importance de l’augmentation globale de la mobilité sur l’efficacité de la recombinaison homologue. Ces travaux ont permis de renforcer l’hypothèse de yH2A comme cause principale et première de l’augmentation globale de la mobilité de la chromatine après dommage
The non-random organization and mobility of chromosomes in the nucleus of eukaryotic cells can influence DNA metabolisme and genome stability. Double-strand breaks are the most dangerous damages to the cell. Different studies of chromatin mobility after DNAdamage have been shown to increase mobility of the damaged locus, but also of undamaged genome region. During my thesis, I first participated in a study describing the mechanisms responsible for the increase of global chromatin mobility after multiple DSBs with zeocin. Results of this study made it possible to propose the hypothesis of a global chromatin stiffening, by phosphorylation of histone H2A (yH2A), as the main cause of the increase in global mobility after damage. In a second time, I was interested in global chromatin mobility after a single double-strand break, the possible causes of an increase of global mobility and its function during repair by homologous recombination (HR). For this, I designed a THRIV system (Tracking Homologous Recombination In Vivo) that allowed controling the induction of a targeted DSB and to discriminate individually the cells that repaired by HR over time. In addition, using time-lapse microscopy, I followed the mobility of a locus on an undamaged chromosome and thus measured changes in global chromatin mobility after damage. Thus, it has been demonstrated that 1) a single targeted DSB results in an increase in the mobility of a locus in trans when close to a centromere 2) the spatial position of a donor sequence, determine probably also the increase of global chromatin mobility after DSBand 3) the increase in mobility after DSB depends on the phosphorylation of histone H2A(yH2A), but not on the mediator Rad9, unlike in a context of multiple DSBs. Finally, my first results tend to invalidate the importance of the global increase of mobility on HR efficiency. This work reinforces the hypothesis of yH2A as the main and first cause of increase in global chromatin mobility after damage

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Ponndara, Sokrich. "Exploring the folding of Salmonella genome : new insights into the chromatin dynamics of Pathogenicity Island, Plasmids and Prophages". Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2024. http://www.theses.fr/2024UPASL130.

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Le succès de l'infection par Salmonella est facilité par des gènes portés sur des éléments génétiques mobiles, tels que des îlots de pathogénicité, des plasmides virulents et des prophages. Bien que ces éléments mobiles aient été largement étudiés, on sait encore peu de choses sur la structure et la dynamique de la chromatine dans des conditions pertinentes pour l'infection. Dans ce travail, nous avons initié une analyse du repliement global en 3D du génome de Salmonella et étudié la dynamique des éléments génétiques acquis horizontalement : les îlots de pathogénicité, les plasmides et les prophages. Premièrement, nous avons montré que le chromosome de Salmonella est organisé de manière similaire à celui d'E. coli, avec son génome circulaire présentant différentes caractéristiques organisationnelles, grâce à la protéine MatP qui spécifie le macrodomaine Ter via sa liaison à un motif répété de 13 pb appelé matS, situé le long de la région ter. Fait intéressant, le macrodomaine Ter contient l'îlot de pathogénicité 2, qui aide Salmonella à survivre dans les cellules phagocytaires, conduisant ainsi à des infections systémiques. Notre deuxième découverte clé est que la désorganisation du macrodomaine Ter n'affecte pas l'expression des gènes de virulence, du moins dans les conditions testées. Cependant, l'inactivation de MatP influence l'interaction entre le chromosome et le plasmide de virulence pSLT ainsi qu'un plasmide conjugatif pColB19, d'une manière dépendante de la phase de croissance. Fait intéressant, ces deux plasmides possèdent des sites matS, mais la fonction biologique de cette interaction reste à caractériser. Troisièmement, nous avons pu contrôler indépendamment des dommages à l'ADN l'activation des prophages Gifsy-1 et Gifsy-3, qui portent des gènes associés à la virulence. Nos résultats révèlent que l'induction des prophages Gifsy dans Salmonella conduit à une inhibition de la prolifération cellulaire et à une réduction des unités formant des colonies. La microscopie à fluorescence montre une morphologie allongée au cours de ce processus. La réplication de Gifsy-3 s'étend bidirectionnellement dans le chromosome de l'hôte, un phénomène appelé "réplication d'évasion". En l'absence de Gifsy-3, Gifsy-1 effectue une réplication d'évasion plutôt qu'une réplication à son locus d'origine, comme observé dans le type sauvage, ce qui suggère une régulation de Gifsy-1 par Gifsy-3. En utilisant la capture de conformation des chromosomes, nous avons observé comment la réplication d'évasion modifie la conformation du chromosome aux niveaux local et global. À un niveau local, les prophages actifs forment des domaines avec des pics d'angle appelés PIDs, ainsi qu'un compartiment phagique distinct du reste du chromosome. En somme, notre étude explore la dynamique du génome de Salmonella et son interaction avec des éléments génétiques mobiles tels que les îlots de pathogénicité, les plasmides et les prophages, qui sont des composants essentiels des processus d'infection. Nous avons révélé que le génome de Salmonella est organisé de manière similaire à celui d'E. coli. La désorganisation du macrodomaine Ter par l'inactivation de MatP n'a pas affecté l'expression des gènes de virulence, mais a influencé les interactions entre le plasmide et le chromosome d'une manière dépendante du cycle cellulaire. De plus, l'étude a observé l'activation des prophages Gifsy-1 et Gifsy-3 dans Salmonella, ce qui perturbe la ségrégation et la réplication des chromosomes, et altère la conformation du chromosome, suggérant une interaction régulatrice entre les deux prophages lors de leur activation
Salmonella's success in infection is facilitated by genes carried on mobile genetic elements, such as pathogenicity islands, virulent plasmids, and prophages. Although these mobile elements are broadly studied, little is known about the chromatin structure and dynamics in infection-relevant conditions. In this work, we have initiated an analysis of the global 3D folding of the Salmonella genome and studied the dynamics of horizontally acquired genetic elements: pathogenicity islands, plasmids and prophages. First, we showed that the Salmonella chromosome is organized similarly to that of E. coli, with its circular genome presenting different organization features, thanks to the MatP protein specifying the Ter macrodomain through its binding to a 13 bp matS repeated motif along the ter region. Interestingly, the Ter Macrodomain contains the Pathogenicity Island 2, aiding Salmonella survival in phagocytic cells leading to systemic infections. Our second key finding is that the disorganization of the Ter Macrodomain does not affect virulence gene expression, at least in the conditions tested. However, MatP inactivation influences the interaction between the chromosome and the virulence plasmid pSLT and a conjugative plasmid pColB19 in a growth phase-dependent manner. Interestingly, these two plasmids harbour matS sites, but the biological function of this interplay remains to be characterized. Thirdly, we were able to control independently of DNA damage the activation of Gifsy-1 and Gifsy-3 prophages, which carry genes associated with virulence. Our results reveal that Gifsy prophage induction in Salmonella leads to inhibition of cell proliferation and a reduction in colony-forming units. Fluorescent microscopy shows an elongated morphology during this process. Gifsy-3 replication extends bi-directionally into the host chromosome, a phenomenon termed escape replication. In the absence of Gifsy-3, Gifsy-1 escape replicate rather than replicating in its native locus as observed in the WT suggesting Gifsy-1 regulation by Gifsy-3. By using chromosome conformation capture, we observed how escape replication alters chromosome conformation at the local and global levels. At the local level, active prophages form domains with corner peaks termed PIDs, as well as a phage compartment distinct from the rest of the chromosome. All in all, our study explores the dynamics of Salmoenlla genome and its interplay mobile genetic elements such like pathogenicity islands, plasmids, and prophages which are essential components for infection processes. We have unveiled that the genome of Salmonella is organized similarl to E. coli. The disorganization of the Ter macrodomain through inactivation of matP did not affect virulence gene expression, however have influence on plasmid interactions with the chromosome in a cell cycle depending manner. Additionally, the study observed Gifsy-1 and Gifsy-3 prophage activation in Salmonella, which disrupts chromosome segregation, chromosome replication and alters chromosome conformation suggesting a regulatory interaction between the two prophages upon activation

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Perrot, Anthony. "Understanding the establishment of the DNA replication program". Thesis, Rennes 1, 2016. http://www.theses.fr/2016REN1B052.

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La réplication de l’ADN est un processus essentiel qui doit avoir lieu une seule fois par cycle cellulaire. Ce processus hautement régulé et très conservé chez les eucaryotes, assure une complète duplication et donc une totale transmission de l’information génétique. Des changements dans le programme de réplication, qui est définit par le moment d’activation et la fréquence d’utilisation de l’ensemble des origines, ont été observés lors du développement, après induction de la différenciation chez des cellules souches embryonnaires de souris, ainsi que dans un grand nombre de cancers. La régulation de la réplication de l’ADN est donc un processus essentiel pour le maintien de l’intégrité du génome et le programme de réplication pourrait y contribuer de manière importante. Cependant, en dépit d’un grand nombre de travaux sur les différentes protéines et modifications impliquées dans la sélection des origines, les principaux déterminants ainsi que leur interdépendance restent étonnement méconnus. Mon projet de thèse se focalise sur l’identification des paramètres clés qui régulent le programme de réplication, en utilisant comme modèle la levure de fission, Schizosaccharomyces pombe. Premièrement, je me suis intéressé au rôle de la dynamique de l’activité des CDKs lors de la phase G1 ainsi que de leur niveau d’activité à la frontière G1/S dans la sélection des origines. J’ai démontré que changer la longueur de la phase G1 à travers la modulation de l’activité des CDKs se traduit par une modification du profil de réplication tout au long du génome. Plus précisément, les origines inefficaces sont utilisées plus fréquemment alors que les origines efficaces ont une activité réduite. D’un autre coté, nous avons également montré que le nombre d’origines actives pour une phase S donnée, dépend du niveau d’activité des CDKs lors de l’entrée en phase S, suggérant ainsi que cette activité est un facteur limitant dans la régulation de l’initiation de la réplication. Dans un second temps, j’ai utilisé une approche dans laquelle les cellules établissent un programme de réplication de novo après la sortie de quiescence, afin d’étudier les premières étapes de la sélection des origines de réplication, en se focalisant sur l’importance du recrutement de ORC (Origin Recognition Complex) aux origines. L’analyse du profil de liaison de ORC révèle une forte corrélation entre le niveau de liaison de ORC aux origines et l’efficacité de ces dernières, démontrant pour la première fois que ORC n’est pas simplement un marqueur des sites d’initiation potentiels mais plutôt un déterminant crucial dans l’établissement du programme de réplication. Finalement, j’ai observé que les origines efficaces ont tendance à être organisées en groupes tout au long du génome, suggérant que l’organisation chromosomique pourrait être importante dans la sélection des origines de réplication. Afin d’étudier cela, j’ai généré des souches contenant différents réarrangements chromosomiques. Nos résultats indiquent que la position relative d’une origines par rapport à son contexte chromosomique, joue un rôle important dans la régulation de son efficacité et que des régions distinctes peuvent avoir des effets opposés sur la sélection des origines en étant soit activatrices ou inhibitrices
DNA replication is an essential process that occurs only once in a cell cycle before cell division. Replication is highly regulated through conserved mechanisms to ensure the faithful duplication and transmission of genetic information. Interestingly, changes in the replication program, defined by the temporal and spatial pattern of replication origin activation, have been observed during development in distinct cell types, after induction of differentiation in mouse embryonic stem cells, and in various cancers. The regulation of DNA replication is therefore essential for ensuring the integrity of the genome, and the program of origin activation may be an important contributor to this process. However, despite a large body of work on the many enzymes and modifications involved in origin selection, the critical determinants as well as their interdependence remain surprisingly unknown. My thesis project focuses on identifying the key parameters that regulate the replication program, taking advantage of unique approaches using the fission yeast Schizosaccharomyces pombe as a model system. First, we investigated the qualitative and quantitative aspects of the role of CDK activity in determining the program of DNA replication. We demonstrated that changing the length of G1 phase through modulation of CDK activity has an impact on the profile of replication initiation along the chromosome. More specifically, inefficient origins show increases in their usage, while efficient origins have reduced activities. Moreover, we have shown that cells are highly sensitive to differences in CDK activity levels at the G1/S transition, which result in genome-wide changes in replication initiation across the entire spectrum of efficiencies. This suggests that CDK activity is a dose-dependent, limiting factor in the regulation of origin usage. Thus, our study establishes the integration of both temporal and quantitative regulation of CDK activity as a key determinant in defining the program of genome duplication. Second, using an approach in which cells establish a replication program de novo after exit from quiescence, we investigated the critical first steps of origin selection. We focused on the importance of the essential Origin Recognition Complex, whose recruitment to origins is required for the subsequent assembly of replication complexes. Our analysis reveals a strong correspondence between the level of ORC binding at origins and the efficiency of these origins in both cells exiting quiescence as well as those in vegetative growth conditions. Therefore, we demonstrate for the first time that ORC is not simply a marker of potential initiation sites but rather a crucial determinant in the program of origin usage.Finally, our observation that efficient origins are organized in distinct clusters in the de novo replication program suggested that chromosomal organization may be important for origin selection. To address this question, we have generated strains containing a series of distinct chromosomal rearrangements and assessed their origin efficiency profiles. Our findings indicate that the localization of an origin with respect to its chromosomal context plays an important role in regulating its efficiency. Moreover, distinct regions may have different effects on origin selection by being permissive or inhibitory for origin activity. Those observations could indicate a role for the spatial organization of the genome in origin selection and thus led us to study chromosome and nuclear organization in conditions where the replication program is different

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Benoist, Camille. "Intégration fonctionnelle du complexe SMC chez bacillus subtilis : étude de suppresseurs". Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA112268.

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Les protéines de type SMC (pour « Structural Maintenance of Chromosomes ») sont impliquées dans différents aspects de la dynamique du chromosome tels que la condensation, la ségrégation et la réparation de l’ADN. En effet, une souche de Bacillus subtilis dépourvue de SMC présente des phénotypes sévères tels qu’un défaut dans la compaction et le partitionnement du chromosome, une sensibilité accrue à certaines drogues endommageant l’ADN ainsi qu’à des inhibiteurs de gyrase. Une telle souche est incapable de croître en condition de croissance rapide. Pour comprendre l’étendue des phénotypes associés à la perte de ce gène, une identification génétique de nouveaux partenaires a été entreprise : des suppresseurs spontanés de la délétion de smc ont été isolés en condition de croissance rapide. Différentes classes de suppresseurs ont été mises en évidence, suggérant que différentes mutations pouvaient restaurer la viabilité d’une souche dépourvue de SMC. Leur caractérisation a révélé qu'ils permettaient de restaurer une partie des défauts que présente le mutant Δsmc, en particulier la résistance aux inhibiteurs de gyrase, et semblaient limiter la formation de cassures de l'ADN. Par séquençage du génome complet des suppresseurs, certaines de ces mutations ont pu être identifiées, et semblent causer une perturbation de la voie de biosynthèse des ARN de transfert. Cette perturbation permet de restaurer le défaut de croissance, et ce plus efficacement qu’une inhibition de la traduction par des drogues comme le chloramphénicol, ou par la réduction du pool de nucléotides par l’hydroxyurée. L’ensemble de ces résultats suggère que la réponse stringente pourrait être en partie responsable du phénotype suppresseur. Il est proposé qu’en dehors de la compaction du chromosome, le complexe SMC soit directement impliqué dans le maintien de l’intégrité des fourches de réplication
SMC proteins (for "Structural Maintenance of Chromosomes") are involved in different aspects of chromosome dynamic such as condensation, segregation and DNA repair. Indeed, a Bacillus subtilis mutant lacking the SMC complex shows severe phenotypes such as defects in condensation and chromosome partitioning, an increase in sensitivity DNA damaging drugs or gyrase inhibitors. The viability of such strain is limited to conditions of slow growth. To understand the range of phenotypes associated with loss of this gene, a genetic identification of new partners was undertaken: spontaneous suppressors of smc deletion were isolated in rapid growth conditions. Different classes of suppressors have been identified, suggesting that different mutations could restore the viability of a strain lacking SMC complex. Characterization of suppressors revealed they can restore some of the defects shown in Δsmc mutant, particularly resistance to gyrase inhibitors, and seemed to limit the formation of DNA breaks. By sequencing the complete genome of suppressors, some of these mutations have been identified and cause an alteration of the biosynthetic pathway of transfer RNA. This disruption can restore the growth defect more efficiently than inhibition of translation by drugs such as chloramphenicol, or by reducing the pool of nucleotides by hydroxyurea. Taken together, these results suggest that the stringent response could be partly responsible for the suppressor phenotype. It is proposed that apart from the compaction of the chromosome, the SMC complex is directly involved in maintaining the integrity of replication forks

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Sellars, Laura. "Bacterial chromosome organisation and transcription". Thesis, University of Birmingham, 2014. http://etheses.bham.ac.uk//id/eprint/4994/.

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The bacterial chromosome has to be condensed to fit inside the cell, forming a compact structure called the nucleoid, which is confined to a particular region of the cell without constriction by a membrane. Recently, the bacterial nucleoid has been shown to be far more structured than previously thought, with DNA present in topologically distinct loops, which are then arranged into macrodomains. Some proteins involved in structuring the E. coli chromosome are also known to have roles in regulating transcription. It is possible that chromosome structure could be affected by local gene expression. Fluorescent reporter/operator systems (FROS) were used to study the positions of different inducible promoters, with and without induction. The FROS method was adapted to use a smaller insert, therefore causing less disruption to chromosome structure. The transcription factor MalI was developed as a novel FROS reporter. Of the five promoters studied only araFGH showed any movement upon induction, moving away from the cell pole. In cells at the point of division, induction of the araFGH promoter caused segregation of sister chromatids adjacent to araFGH. These results suggest that induction of promoters can cause a change in local chromosome structure, although this is not seen at all promoters.

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Zhaunova, Liudmila. "Regulation of oocyte-specific chromatin organisation during prophase I by the histone demethylase Kdm5/Lid and other proteins". Thesis, University of Edinburgh, 2017. http://hdl.handle.net/1842/29007.

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In Drosophila oocytes, chromosomes undergo dynamic reorganisation during the prophase of the first meiotic division. This is essential to prepare chromatin for synapsis, recombination and consequent chromosome segregation. The progression of meiotic prophase I is well described, while the molecular mechanisms and regulation of these dramatic chromosomal reorganisations are not well understood. Histone modifying enzymes are major regulators of chromatin structure, however, our knowledge of their roles in meiotic prophase I is still limited. In this work, I investigated the role of the histone demethylase Kdm5/Lid, which removes one of the trimethyl groups at Lys4 of Histone 3 (H3K4me3). I showed that Kdm5/Lid is important for the assembly of the synaptonemal complex, pairing of homologous centromeres, and the karyosome formation. Additionally, Kdm5/Lid promotes crossing over and therefore ensures accurate chromosome segregation. Although loss of Kdm5/Lid dramatically increased the level of H3K4me3 in oocytes, catalytically inactive Kdm5/Lid rescued the above cytological defects. Thereby, I found that Kdm5/Lid regulates chromatin architecture in meiotic prophase I oocytes independently of its demethylase activity. To further identify the regulators of meiotic chromatin organisation during prophase I, I carried out a small-scale RNAi screen for karyosome defects. I found that depletion of ubiquitin ligase components, SkpA, Cul-3 and Ubc-6, disrupted the karyosome formation and the assembly of the synaptonemal complex. The success of the small-scale screen motivated me to initiate the genome-scale RNAi screen for karyosome defects. I found 40 new genes that, when depleted, strongly impaired karyosome morphology. Further studies are required to confirm and elucidate their role in chromatin organisation in oocytes. Overall, my findings have advanced our understanding of the regulation of chromatin reorganisation during oocyte development. Because of the conservation between Drosophila and human meiosis, this study provides novel insights into the regulation of meiotic progression in human oocytes.

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Henry, Marianne Patricia. "The genomic health of human pluripotent stem cells". Thesis, Brunel University, 2018. http://bura.brunel.ac.uk/handle/2438/17081.

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Human pluripotent stem cells are increasingly used for cell-based regenerative therapies worldwide, with the use of embryonic and induced pluripotent stem cells as potential treatments for a range of debilitating and chronic conditions. However, with the level of chromosomal aneuploidies the cells may generate in culture, their safety for therapeutic use could be in question. This study aimed to develop sensitive and high-throughput assays for the detection and quantification of human pluripotent stem cell aneuploidies, to assess any changes in their positioning in nuclei, as well as investigate the possible roles of lamins in the accumulation of aneuploidies. Using Droplet Digital PCR™, we optimised the detection of aneuploid cells in a predominantly diploid background. An assay was established for the sensitive detection of up to 1% of mosaicism and was used for the monitoring of low-level chromosome copy number changes across different cell lines, conditions and passages in the human pluripotent stem cells. In addition, fluorescence in-situ hybridisation was used to map genes ALB and AMELX on chromosomes 4 and X, respectively, in karyotype-stable chromosome X aneuploid lymphoblastoid cell lines. Our results demonstrated significant alternations in the gene loci positioning in the chromosome X aneuploid cell lines. Using the same established method, the positioning of ALB and AMELX was monitored, alongside the genomic instability with ddPCR™, in the different human pluripotent stem cell lines, conditions and passage. We demonstrated a highly plastic nuclear organisation in the pluripotent stem cells with many changes occurring within a single passage. Furthermore, these results were not exclusive to a single cell line or condition, regardless of the presence or absence of feeder cells and of passage number, and the flexibility of the chromatin organisation remained throughout the duration of the study. We demonstrated high levels of genomic instability with recurrent gains and losses in the AMELX copy number in the human embryonic stem cells during the course of our study, however no significant changes in their gene loci positioning from these abnormalities were observed. xvi | P a g e Additionally, we observed reduced levels of lamin B2 in the aneuploid lymphoblastoid cell lines and complete loss in some hPSC samples. Our results support recent findings that suggest a link between lamin B2 loss and the formation of chromosome aneuploidies in cell culture. In conclusion, our data demonstrates several key novel findings. Firstly, we have established a sensitive technique for the detection of up to 1% mosaicism, which to our knowledge is the most sensitive assay currently available. Secondly, we showed significant changes in the gene loci positioning between aneuploid and diploid cell lines. Thirdly, utilising our novel ddPCR™ assay, we demonstrated the karyotypical instability of hPCSs with consistent gains and/or loses of gene copy numbers in a short period of time in culture. When studying the effects of different growth conditions, we showed that the karyotypical instability was not exclusive to a single condition or a combination of conditions, and what is more, the karyotypical abnormalities detected were not observed to change the gene positioning of hPSCs significantly, with the genome organisation remaining plastic. Finally, our results support a potential association of lamin B2 loss and karyotypical instability. We conclude that more sensitive and robust techniques need to be readily used by clinicians for the screening of potential therapeutic hPSCs.

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Herbette, Marion. "Étude de la fonction de l’histone méthyltransférase SET-2 et de ses interacteurs dans le maintien de la lignée germinale de Caenorhabditis elegans". Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEN017.

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Resumen

Les modifications post-traductionelles des histones contribuent à l’expression génique et à la stabilité du génome. La méthylation de la lysine 4 de l’histone H3 (H3K4me), une marque associée aux promoteurs de gènes transcrits, est déposé par les methyltransferases hautement conservées de la famille SET1, dans le contexte du complexe COMPASS. SET-2, l’homologue de SET1 chez Caenorhabditis elegans, est responsable de la déposition de H3K4me dans la lignée germinale, et son inactivation provoque une perte progressive de la fertilité. Le but de mon travail de thèse a été d’étudier comment SET-2 et la méthylation de H3K4 contribuent au maintien de la lignée germinale. J’ai montré que l’absence de SET-2 provoque une sensibilité accrue aux dommages à l’ADN. Cependant, les voies de signalisation et de réparation de ces dommages sont fonctionnelles dans le mutant set-2. Par séquençage de l’ADN, j’ai par ailleurs montré que la stérilité progressive observée en l’absence de set-2 n’est pas due à une capacité de réparation réduite. L’ensemble de mes résultats suggère que H3K4me pourrait agir en aval de la signalisation de dommages à l’ADN, en influençant l’organisation de la chromatine aux sites des cassures double brin. J’ai d’autre part mis en évidence une nouvelle fonction pour la méthylation de H3K4 dans l’organisation de la chromatine en montrant que set-2 interagit génétiquement avec le complexe Condensine II et la Topoisomérase II, facteurs clefs de l’organisation mitotique des chromosomes. Des expériences de microscopie par FLIM-FRET ont d’ailleurs validé une fonction de H3K4 méthylée dans l’organisation de la chromatine dans la lignée germinale. Enfin, j’ai montré par analyses transcriptomiques que la protéine CFP-1 du complexe COMPASS est impliquée dans la régulation du programme transcriptionnel de la lignée germinale et que cette fonction est indépendante de SET-2. L’ensemble de mes résultats montre comment la régulation chromatinienne impacte le maintien d’une lignée germinale fonctionnelle à plusieurs niveaux
Post-translational modifications of histones contribute to gene expression and genome stability. Methylation of lysine 4 of histone H3 (H3K4me), a mark associated with actively transcribed genes, is deposited by the highly conserved SET1 family methyltransferases acting in COMPASS related complexes. SET-2, the SET1 homologue in Caenorhabditis elegans, is responsible for the deposition of H3K4me in the germ line, and its inactivation causes progressive loss of fertility. The purpose of my PhD work was to study how SET-2 and the methylation of H3K4 contribute to the maintenance of the germ line. I have shown that the absence of SET-2 causes increased sensitivity to DNA damage. However, the DNA damage-induced signaling and repair pathways are functional in the set-2 mutant. By DNA sequencing, I have also shown that the progressive sterility observed in the absence of set-2 is not due to a reduced repair capacity. Together, my results suggest that H3K4 methylation may act downstream of DNA damage signaling, potentially by influencing the organization of chromatin at the sites of double-strand breaks. I have also described a new function for H3K4 methylation in the organization of chromatin by showing that set-2 genetically interacts with the Condensitin II complex and Topoisomerase II, key factors in mitotic chromosome organization. Moreover, FLIM-FRET microscopy experiments have validated a role for H3K4 methylation in germline chromatin organization. Finally, using transcriptomic analyses, I have described a function for CFP-1, a component of the COMPASS complex, in the regulation of the germline transcriptional program independent of SET-2. Altogether, my results show how chromatin regulation affects the maintenance of a functional germline through multiple mechanisms

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Martinez, Perez Enrique. "Centromeres, polyploidy and chromosome pairing". Thesis, University of East Anglia, 2001. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.365011.

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Roberts, David Michael. "Chromosome organisation and segregation during sporulation in Bacillus subtilis". Thesis, University of Newcastle upon Tyne, 2018. http://hdl.handle.net/10443/4080.

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Resumen

In times of nutrient scarcity, Bacillus subtilis can form highly resistant spores. Sporulation is a complex differentiation process requiring the coordinated differential expression of hundreds of genes in the smaller prespore and larger mother cell. The critical morphological events in sporulation include a conformational change of the chromosomes and polar anchoring of the chromosome origins that are normally located at quarter cell positions. This is followed by asymmetric cell division that bisects the prespore chromosome, and the subsequent transfer of this chromosome into the spore (Lewis et al., 1994; Wu and Errington, 1998; Ben-Yehuda and Losick, 2002; Ben-Yehuda et al., 2003b; Wu and Errington, 2003). Since these events are critical, there are dedicated systems to ensure their success. This work explores aspects of these processes. In this thesis, I began by attempting to map the precise chromosomal boundaries at the site of the asymmetric septum. For this I performed chromatin-affinity-purification and also developed a methylase-based method. Next, I examined several novel proteins involved in capturing the DNA at the cell pole. This included deciphering the genetic hierarchy and localisation patterns of the newly implicated proteins (MinD and ComN), and confirmed the reported functional redundancy between chromosome capture machineries. Finally my work explored the role played by Soj (ParA) in chromosome movement and origin capture at the cell pole using high resolution microscopy. Soj is a member of the chromosomally encoded B. subtilis ParABS system, and has been long implicated in controlling chromosome segregation and DNA replication initiation (Ireton et al., 1994; Wu and Errington, 2003; Murray and Errington, 2008). My work has demonstrated that the ATPase function of Soj is not necessary for origin capture, but simply the Soj-ATP monomer is proficient. Based on these data, I propose two models for Soj function in polar origin capture during sporulation.

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Moore, Benjamin Luke. "Unravelling higher order chromatin organisation through statistical analysis". Thesis, University of Edinburgh, 2016. http://hdl.handle.net/1842/22906.

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Recent technological advances underpinned by high throughput sequencing have given new insights into the three-dimensional structure of mammalian genomes. Chromatin conformation assays have been the critical development in this area, particularly the Hi-C method which ascertains genome-wide patterns of intra and inter-chromosomal contacts. However many open questions remain concerning the functional relevance of such higher order structure, the extent to which it varies, and how it relates to other features of the genomic and epigenomic landscape. Current knowledge of nuclear architecture describes a hierarchical organisation ranging from small loops between individual loci, to megabase-sized self-interacting topological domains (TADs), encompassed within large multimegabase chromosome compartments. In parallel with the discovery of these strata, the ENCODE project has generated vast amounts of data through ChIP-seq, RNA-seq and other assays applied to a wide variety of cell types, forming a comprehensive bioinformatics resource. In this work we combine Hi-C datasets describing physical genomic contacts with a large and diverse array of chromatin features derived at a much finer scale in the same mammalian cell types. These features include levels of bound transcription factors, histone modifications and expression data. These data are then integrated in a statistically rigorous way, through a predictive modelling framework from the machine learning field. These studies were extended, within a collaborative project, to encompass a dataset of matched Hi-C and expression data collected over a murine neural differentiation timecourse. We compare higher order chromatin organisation across a variety of human cell types and find pervasive conservation of chromatin organisation at multiple scales. We also identify structurally variable regions between cell types, that are rich in active enhancers and contain loci of known cell-type specific function. We show that broad aspects of higher order chromatin organisation, such as nuclear compartment domains, can be accurately predicted in a variety of human cell types, using models based upon underlying chromatin features. We dissect these quantitative models and find them to be generalisable to novel cell types, presumably reflecting fundamental biological rules linking compartments with key activating and repressive signals. These models describe the strong interconnectedness between locus-level patterns of local histone modifications and bound factors, on the order of hundreds or thousands of basepairs, with much broader compartmentalisation of large, multi-megabase chromosomal regions. Finally, boundary regions are investigated in terms of chromatin features and co-localisation with other known nuclear structures, such as association with the nuclear lamina. We find boundary complexity to vary between cell types and link TAD aggregations to previously described lamina-associated domains, as well as exploring the concept of meta-boundaries that span multiple levels of organisation. Together these analyses lend quantitative evidence to a model of higher order genome organisation that is largely stable between cell types, but can selectively vary locally, based on the activation or repression of key loci.

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Thiel, Axel. "Organisation du chromosome d' Escherichia coli en macrodomaines et régions non-structurées". Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA112143.

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Le chromosome circulaire de la bactérie Escherichia coli est composé de quatre macrodomaines et deux régions non structurées. Cette organisation influence la ségrégation des chromatides sœurs et la mobilité de l’ADN chromosomique. La structuration de la région terminus (Ter) en macrodomaine est lié à l’interaction de la protéine MatP avec la séquence cible de 13 pb (sic) appelée matS répétée 23 fois dans ce domaine de 800 kb. Le travail réalisé durant ma thèse a permis l’identification et la caractérisation d’un système site-spécifique qui restreint à la région Ter un effet associé à la protéine MatP qui contraint la mobilité de l’ADN et retarde la ségrégation de loci après réplication. Deux séquences spécifiques de 12 pb localisées dans les macrodomaines Right et Left sont requises et suffisantes pour arrêter la propagation du processus de contrainte sur le reste du chromosome. Les changements de propriétés de l’ADN ne sont pas dus à la présence d’un procédé agissant en trans mais probablement à un effet agissant en cis à longue distance et partant des sites matS. De manière remarquable, ces changements de propriétés sont régulés au cours du cycle cellulaire et ne sont présents seulement quand le macrodomaine Ter est associé à la machinerie de division au centre de la cellule. L’insulation de la région Ter requière une protéine nouvellement identifiée comme encrée à la membrane que nous avons nommé TidP et qui a été conservé avec la protéine MatP au cours de l’évolution. Nos résultats indiquent que deux systèmes d’organisation spécifiques sont requis pour l’organisation du macrodomaine Ter au cours du cycle cellulaire. Un second aspect de mon travail a été la caractérisation des mécanismes de contraintes affectant les macrodomaines Right et Left. Nous avons montré, en étudiant le comportement de grands cercles d’ADN excisés, que les propriétés de ces macrodomaines sont conservées dans un contexte extra-chromosomique. Ces résultats suggèrent l’implication d’éléments associés à la molécule d’ADN dans ces macrodomaines et responsable de leur organisation
The organization of the Escherichia coli chromosome into a ring composed of four macrodomains and two less-structured region influences the segregation of sister chromatids and the mobility of chromosomal DNA. The structuring of the terminus region (Ter) into a macrodomain relies on the interaction of the protein MatP with a 13 bp target called matS repeated 23 times in the 800-kb long domain. The work performed during my Ph. D. allowed the identification and characterization of a site-specific system that restricts to the Ter region an effect associated to MatP that constrains DNA mobility and delays loci segregation. Two specific 12 bp sequences located in the flanking Left and Right macrodomains are required and sufficient to impede the spreading of the constraining process to the rest of the chromosome. The change of DNA properties does not rely on the presence of a trans-acting process but rather involves a cis-effect acting at a long distance from matS sites. Remarkably, the constraining process is regulated during the cell cycle and occurs only when the Ter MD is associated with the division machinery at mid-cell. Insulation of the Ter region requires a newly identified membrane-anchored protein designated TidP conserved with MatP through evolution. Our results indicate that 2 specific organizational systems are required for the management of the Ter region during the cell cycle. A second aspect of my work, consisted in the characterization of constraining mechanisms affecting the Right and Left macrodomains. I have shown, using excisions of large chromosomal rings, that their macrodomain properties were conserved in an extrachromosomal context, suggesting that a chromatin like structuring was involved in their organization

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Wynn, Sarah Louise. "Sequence, organisation and functional studies of SON : a regulatory gene implicated in Down syndrome". Thesis, Imperial College London, 1999. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.313539.

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Fabre-Bonafouw, Françoise. "Organisation et analyse des loci rrn dans l'espèce brucella suis". Montpellier 1, 1998. http://www.theses.fr/1998MON11024.

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Mileham, P. J. R. "Genomic organisation of a repeat sequence island on the mouse X chromosome". Thesis, Imperial College London, 1997. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.266356.

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Danilova, Olessia. "Roles of FtsK and MukB in 'Escherichia coli' chromosome organisation and segregation". Thesis, University of Oxford, 2007. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.442391.

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Joyce, Graham. "Organisation of the Mycobacterium smegmatis chromosome and its role in cell division". Thesis, Imperial College London, 2010. http://hdl.handle.net/10044/1/6831.

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Tuberculosis remains a global health problem, exacerbated by the increasing emergence of multi‐drug resistant strains. The identification of new drug targets and the discovery of new anti‐tuberculosis drugs is therefore a high priority. Although little is currently known about mycobacterial cell division, the process is essential for the survival and expansion of all bacterial species so may involve proteins that represent excellent drug targets. In this thesis, proven tools for the study of bacterial cell division such as live‐cell time‐lapse imaging and Fluorescent Repressor Operator System (FROS) were adapted for use in mycobacteria. Application of such techniques, fluorescent tagging of cell division proteins and deletion of parA in M. smegmatis helped to elucidate some interesting characteristics of mycobacterial cell division. In contrast to model organisms, live cell imaging and septal staining indicated that M. smegmatis can grow and divide asymmetrically and divides at a range of lengths suggesting a fundamentally different mechanism of division regulation. The chromosome was hypothesised to play a key role in cell division so was investigated further by labelling a specific chromosomal loci. The key finding was that M. smegmatis cells only contain 1 or 2 chromosomal copies and that regardless of cell length, the nucleoid occupies almost the entire intracellular space. To examine if the nucleoid organisation is important for cell division, a putative chromosome segregation gene parA was disrupted. The ΔparA mutant displayed a classic cell division phenotype characterised by the production of anuclear mini‐cells. The mechanism responsible for the ΔparA mutant phenotype was studied further by applying live cell imaging, FROS and expressing a ParA‐mCherry fusion protein. The data obtained from all work presented was collated and used to propose a novel model of bacterial cell division regulation applicable to mycobacteria where the nucleoid plays a central role and ParA is required to ensure correct nucleoid placement.

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Jones, Matthew Leslie. "The subnuclear localisation of Notch responsive genes". Thesis, University of Cambridge, 2018. https://www.repository.cam.ac.uk/handle/1810/274909.

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Title: The subnuclear localisation of Notch responsive genes. Candidate Name: Matthew Jones Notch signalling is a highly conserved cell-cell communication pathway with critical roles in metazoan development and mutations in Notch pathway components are implicated in many types of cancer. Notch is an excellent and well-studied model of biological signalling and gene regulation, with a single intracellular messenger, one receptor and two ligands in Drosophila. However, despite the limited number of chemical players involved, a striking number of different outcomes arise. Molecular studies have shown that Notch activates different targets in different cell types and it is well known that Notch is important for maintaining a stem cell fate in some situations and driving differentiation in others. Thus some of the factors affecting the regulation of Notch target genes are yet to be discovered. Previous studies in various organisms have found that the location of a gene within the nucleus is important for its regulation and genome reorganisation can occur following gene activation or during development. Therefore this project aimed to label individual Notch responsive loci and determine their subnuclear localisation. In order to tag loci of interest a CRISPR/Cas9 genome-editing method was established that enabled the insertion of locus tags at Notch targets, namely the well-characterized Enhancer of split locus and also dpn and Hey, two transcription factors involved in neural cell fate decisions. The ParB/Int system is a recently developed locus tagging system and is not well characterised in Drosophila. It has a number of advantages over the traditional LacO/LacI-GFP locus tagging system as it does not rely on binding site repeats for signal amplification and can label two loci simultaneously in different colours. This thesis characterised the ParB/Int system in the Drosophila salivary gland and larval L3 neuroblast. Using 3D image segmentation hundreds of nuclei were reconstructed and a volume based normalisation method was applied to determine the subnuclear localisation of several Notch targets with and without genetic manipulations of the Notch pathway.

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Fantes, Judith Ann. "Molecular cytogenetics of 11p". Thesis, Open University, 1997. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.388443.

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Fonseka, K. Gothami Lakshika. "Factors affecting chromosome copy number and nuclear organisation in human sperm and embryos". Thesis, University of Kent, 2012. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.595301.

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Resumen

Chromosome copy number aberrations are a leading cause of birth defects, stillbirths, pregnancy loss and infertility. Every human male has a proportion of chromosomally abnormal sperm however conditions such as infertility, cancer, cancer treatments, and environmental factors can increase this. Chromosome abnormality is commonplace in human embryos and one reason for the development of the controversial preimplantation genetic screening CPOS). Factors such as embryo quality and maternal age are cornmon correlates. Appropriate nucleus positioning of chromosome territories is also though to be indicative of a "healthy" nucleus with aberrations in such nuclear organization associated with disease. The purpose of this study was to provide insight into the relationship between chromosome copy number, nuclear organization and various aetiological factors in human sperm and early stage embryos. Specifically. • To investigate the nuclear positioning oftelomeric and sub telomeric region in sperm cells and test the hypothesis that such organisation is altered in infertile males. • To investigate the nuclear positioning of centromeric and locus specific regions of 5 chromosomes in sperm cells from males undergoing chemotherapeutic treatment for testicular cancer and Hodgkin's lymphoma and test the hypothesis that either the cancer, or its treatment significantly alters patterns of nuclear organization. • To analyse FISH based PGS and "follow up" in 250 treatment cycles to investigate levels of aneuploidy false negative and positive results, also well as effects of different indications such as maternal age. • To investigate the levels of aneuploidy for all 24 chromosomes using a newly developed multicolour FISH technique. To test hypotheses that factors e.g. maternal age and embryo morphology significantly effect levels, and that day 3 and day 5 results are concordant. • To assess levels nuclear organisation of human embryos for loci on all 24 chromosomes and their relationship to maternal age, day 3 and day 5 embryo morphology. Overall, results provide some evidence for differences in nuclear organisation in infertile males compared to controls for telomeric but not sub-telorneric loci. Effects of cancer (testicular cancer and Hodgkin's lymphoma) and chemotherapy were subtle at best with one testicular cancer patient showing a significant difference compared to controls. In embryos, monosomy appeared more common that trisomy and effects of maternal age and embryo quality were apparent when a small subset of chromosomes were analysed. Similar analysis with a 24 FISH assay confirmed monosomy/trisomy ratios however failed to show significant relationship with maternal age and embryo morphology, thereby raising questions about the reliability of the technique. Finally comparison of various parameters and nuclear organization revealed consistent alterations of the position of specific centromeres (e.g. for chromosomes 3 and 4). In conclusion, FISH is now clearly old technology for PGS but has great potential for the analysis of mosaicism and nuclear organisation.

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Morere, Julia. "Intéractions chromatiniennes à longue distance au locus 4q35 dans la pathogenèse de la dystrophie facio-scapulo-humérale". Thesis, Aix-Marseille, 2012. http://www.theses.fr/2012AIXM5024.

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Resumen

La dystrophie Facio-Scapulo-Humérale, ou FSHD, est une maladie d'hérédité autosomique dominante, caractérisée par un affaiblissement des muscles de la face, et progressant de façon asymétrique au reste du corps. Des analyses de liaison ont montré que 95% des cas sont associés à la délétion de D4Z4, macrosatellite polymorphe de 3,3Kb, répété en tandem dans la région subtélomérique du bras long du chromosome 4, mais aucun gène candidat n'a clairement été identifié, et l'existence de patients sans contraction (FSHD2), suggère des mécanismes complexes dans la survenue de la maladie. Parmi ceux-ci, l'implication d'altérations épigénétique a été suggérée. En effet, des changements de marques épigénétiques chez les patients, tels que l'hypométhylation de l'ADN et la diminution de la triméthylation des résidus H3K9, indiquent que des modifications de l'organisation chromatinienne et des altérations épigénétiques interviendraient dans la FSHD. De plus la localisation particulière du locus 4q35 dans le noyau pourrait contribuer à la régulation de ce locus. La disposition et la localisation des gènes n'est pas aléatoire au sein du noyau, c'est un processus dynamique impliqué dans la régulation des gènes au cours de la prolifération cellulaire et la différenciation. L'objectif nos travaux a donc été de comprendre la conformation tridimensionnelle du locus 4q35 chez les malades et les individus non atteints, pour déterminer de potentielles interactions entre séquences, proches ou distantes, impliquées dans la survenue de la FSHD
Facio-Scapulo-Humeral-Dystrophy (FSHD) is an autosomal dominant, neuromuscular disorder, characterized by facial muscular weakness with an asymmetric progression to the rest of the body. Linkage analyses have shown that 95% of cases are associated with D4Z4 deletion, a 3.3 kb tandemly repeated sequence located in the subtelomeric region of the long arm of chromosome 4, 4q35. However, no candidate gene has been clearly identified, and families with typical FSHD phenotype, but no linkage to 4q35 (FSHD2) suggest complex epigenetic mechanisms. The deletion of a certain number of this repetitive DNA sequence associated to changes in the epigenetic marks across the D4Z4 array such as DNA hypomethylation or decrease in H3K9 trimethylation also indicates that FSHD involves changes in chromatin organization and epigenetic alterations. Among these changes, the positioning of the 4q35 region within the nuclear space might contribute to the regulation of the disease-associated locus. Indeed, DNA sequences are not randomly distributed within the nuclear space and gene localization is a dynamic process that contributes to the control of gene expression during cell proliferation and differentiation. The aim of our study was to compare chromatin conformation of the 4q35 locus in patients and unaffected individuals, and to identify interactions between sequences, in close proximity or distant to the D4Z4 array in FSHD pathogenesis. Therefore, we have developed an immuno-FISH technique in 3D, in different cellular models, in order to study the tridimensional distribution of DNA sequences within the nuclear volume

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Hearn, Thomas. "Organisation, expression and evolution of KruÌˆppel-type zinc finger genes in human chromosomal region 10p11.2-q11.2". Thesis, University of Newcastle Upon Tyne, 2000. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.327190.

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Mercier, Romain. "Organisation du chromosome d'Escherichia coli en macrodomaines : identification et rôle du système spécifique de site matS-MatP". Paris 11, 2009. http://www.theses.fr/2009PA112361.

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Le génome d’E. Coli est composé d’un chromosome unique et circulaire d’une taille de 4,6Mb. Le chromosome est organisé selon différentes échelles : (i) nucléotidique par les séquences codantes et les motifs d’ADN fonctionnels ; (ii) locale par les domains topologiques ou plectonèmes ; (iii) globale par les réplichores et les macrodomaines. Mon travail de thèse s’est attaché à l’étude de l’organisation globale du chromosome en macrodomaines. Le chromosome d’E. Coli est composé de quatre macrodomaines et de deux régions Non‐Struturées. Les macrodomaines divisent le chromosome en quatre unités structurales séparées les unes des autres. Ce projet de recherche s’articule selon deux axes : la compréhension de la dynamique des macrodomaines au cours du cycle cellulaire et la caractérisation de déterminants moléculaires responsables de la structuration du chromosome en macrodomaines. Le premier axe de recherche a permis de mettre en évidence des proprieties dynamiques du chromosome qui suivent la topographie des macrodomaines : cohésion des chromatides sœurs, confinement fort et isolement spatial. A chaque instant du cycle cellulaire toutes les régions composant un macrodomaine présentent une localisation subcellulaire spécifique dépendante du macrodomaine concerné. Les macrodomaines sont spatialement confinés dans des territoires cellulaires distincts. Ce mode d’organisation est comparable à celui des chromosomes interphasiques eucaryotes en territoires chromosomiques. Le deuxième axe de recherche a permis de caractériser un mécanisme moléculaire responsable de la structuration d’un macrodomaine. Ce mécanisme est composé d’un motif d’ADN répété (matS) dans le macrodomaine Ter reconnu spécifiquement par un facteur protéique (MatP). Le complexe matS/MatP confère toutes ses propriétés de dynamique au macrodomaine Ter : forte cohésion des chromatids soeurs, fort confinement et isolement spatial. De plus, ces propriétés de dynamique sont requises pour le bon déroulement de la fin du cycle cellulaire et la formation de deux cellules filles. Finalement, la co‐conservation de MatP avec un groupe de protéines contenant les protéines Dam, SeqA, MukBEF et plusieurs protéines de fonctions inconnues suggère que le complexe matS/MatP fait partie d’un système général de métabolisme de l’ADN lié à la méthylation
The organization of the E. Coli chromosome has been defined genetically as consisting of four insulated macrodomains and two less constrained regions. During my Ph. D. Thesis, we have analyzed the positioning, the segregation pattern and the motility of fluorescent markers in the macrodomains or the Non Structured regions. We have demonstrated that the organization into macrodomains influences the segregation of sister chromatids and the mobility of chromosomal DNA in a radically different way than the NS regions. Moreover we have demonstrated that the organization of the Terminus region into a macrodomain relies on the presence of a 13 bp motif called matS repeated 23 times in the 800 kb-long domain. MatS sites are the main targets in the E. Coli chromosome of a newly identified protein designated MatP. MatP accumulates in the cell as a discrete focus that colocalizes with the Ter macrodomain. The effects of MatP inactivation reveal its role as main organizer of the Ter macrodomain : in the absence of MatP, DNA is less compacted, the mobility of markers is increased, and segregation of Ter macrodomain occurs early in the cell cycle. Our results indicate that a specific organizational system is required in the Terminus region for bacterial chromosome management during the cell cycle

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Ea, Vuthy. "Dynamique et organisation supérieure de la chromatine : exploration des domaines d’association topologique". Thesis, Montpellier 1, 2014. http://www.theses.fr/2014MON1T024.

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La chromatine sert de support à de multiples processus biologiques, cependant son organisation spatiale diffère fortement selon l'échelle considérée. L'expression des gènes est ainsi coordonnée par des éléments régulateurs dispersés dans le génome mais capables d'interagir entre eux. Chez les métazoaires, des expériences de capture de conformation de chromosome (3C) combinées au séquençage haut-débit (Hi-C) ont permis la découverte de domaines d'association topologique (TAD), à l'échelle de la mégabase. Puisque la résolution du Hi-C reste limitée, nous avons utilisé la 3C-qPCR pour explorer, dans des cellules souches embryonnaires murines, la dynamique chromatinienne à l'intérieur de ces domaines ainsi qu'à leurs bordures. Nous identifions ainsi une modulation des fréquences de contacts, sur quelques centaines de kilobases. Cette modulation est plus ou moins importante en fonction du contenu en gènes des domaines, mais elle semble néanmoins universelle. Des modèles dérivés de la physique des polymères permettent de décrire cette modulation sous la forme d'une hélice statistique, que la chromatine adopterait en moyenne et en l'absence d'interactions spécifiques, à l'intérieur des TAD. Cette hélice reflète certaines contraintes que la chromatine subit à l'échelle supranucléosomale. Elle est très affectée par les bordures, qui bloquent la modulation, mais elle l'est beaucoup moins par le contenu en histone de liaison H1. Par ailleurs, grâce à des résultats de Hi-C à haute résolution, nous montrons que la modulation observée chez les souris n'est pas retrouvée chez la drosophile, où les caractéristiques des TAD semblent avant tout liées au paysage épigénétique local. Pour ces deux organismes, la dynamique chromatinienne à l'intérieur des domaines est donc sous le contrôle de phénomènes différents
The chromatin hosts various biological processes. However, its organization differs considerably depending on the scale. For example, gene expression is coordinated by regulatory elements that are dispersed in the genome but that are able to interact within the tridimensional space of the nucleus. In the Metazoa, chromosome conformation capture (3C) assays combined with high-throughput sequencing (Hi-C) uncovered the existence of topologically associating domains (TADs), at the mégabase scale. Due to the limited resolution of Hi-C, we used the 3C-qPCR method to explore, in murine embryonic stem cells, the chromatin dynamics inside TADs as well as at their borders. We found that contact frequencies undergo a periodic modulation over large genomic distances (few hundred kilobases). This modulation is weaker in gene-deserts than in gene-containing domains but it seems nevertheless to be universal. Using models derived from polymer physics, we show that this modulation can be understood as a fundamental helix shape that chromatin tends to adopt statistically, when no strong locus-specific interaction takes place, within the TADs. This statistical helix reflects some constraints that the chromatin undergoes at the supranucleosomal scale. It is affected by TADs borders, which disrupt the modulation, but linker histone H1 depletion only leads to subtle changes in the helix characteristics. Furthermore, using high-resolution Hi-C data, we found that chromatin dynamics is unconstrained in Drosophila where it seems mainly linked to the local epigenetics landscape. Therefore, distinct genome organization principles govern chromatin dynamics within mouse and Drosophila topologically associating domains

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Toda, Nicholas Rafael Tetsuo. "Analysis of the sequence features contributing to centromere organisation and CENP-A positioning and incorporation". Thesis, University of Edinburgh, 2015. http://hdl.handle.net/1842/16174.

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Centromere identity is integral for proper kinetochore formation and chromosome segregation. In most species chromosomes have a centromere at a defined locus that is propagated across generations. The histone H3 variant CENP-A acts as an epigenetic mark for centromere identity in most species studied. CENP-A is absent from the inactivated centromere on dicentric chromosomes and present at neocentromeres that form on non-centromeric sequences. Thus, the canonical centromere sequence is neither necessary nor sufficient for centromere function. Nevertheless, centromeres are generally associated with particular sequences. Understanding the organisation of centromeric sequence features will provide insight into centromere function and identity. In this study I use the fission yeast Schizosaccharomyces pombe model system to address the relationship between CENP-ACnp1 and centromeric sequence features. These analyses reveal that CENP-ACnp1 nucleosomes are highly positioned within the central domain by large asymmetric AT-rich gaps. The same sequence features underlying CENP-ACnp1 positioning are conserved in the related species S. octosporus, but are not found at neocentromeres, suggesting that they are important but non-essential for centromere function. CENP-ACnp1 over-expression leads to ectopic CENP-ACnp1 incorporation primarily at sites associated with heterochromatin, including the sites where stable neocentromeres form. Ectopic CENP-ACnp1 also occupies additional sites within the central domain that are not occupied in cells with wild-type CENP-ACnp1 levels. In wild-type cells CENP-ACnp1 occupied sites are likely also occupied by H3 nucleosomes or the CENP-T/W/S/X nucleosome-like complex in a mixed population. Several candidate proteins were investigated to determine a protein residing in the large gaps between CENP-ACnp1 nucleosomes could be identified. No proteins could be localised to the AT-rich gaps between CENP-ACnp1 nucleosomes, but the origin recognition complex in a promising candidate. The results presented in this thesis demonstrate that nucleosomes within the fission yeast centromere central domain are highly positioned by sequence features in a conserved manner. This positioning also allows for another complex, possibly the origin recognition complex, to bind to DNA. Nucleosome positioning, DNA replication, and transcription could individually and collectively influence CENP-ACnp1 assembly and centromere function. Further experiments in fission yeast will continue to provide insight into the general properties of centromere function and identity.

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Karayan-Tapon, Lucie. "Organisation du génome des bactéries appartenant au groupe alpha2 des proteobacteriaceae". Montpellier 1, 1992. http://www.theses.fr/1992MON11159.

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Tam, Lai Ying Jennifer. "Investigation of the organisation, transcriptional regulation and expression of shaking-B in Drosophila melanogaster". Thesis, University of Sussex, 2000. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.322904.

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Mielczarek, Olga. "Spatial organisation of the immunoglobulin heavy chain locus and inter-chromosomal gene networks driving B cell development". Thesis, University of Cambridge, 2018. https://www.repository.cam.ac.uk/handle/1810/273740.

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B lymphocytes produce a wide array of antibodies to recognize a countless number of antigens. This highly diverse repertoire is produced during B cell development in the bone marrow from the immunoglobulin heavy chain (Igh) and light chain (Igk and Igl) loci. The mouse Igh is a large (~3Mb) multigene locus that contains 195 variable (V), 10 diversity (D) and 4 joining (J) genes that undergo developmentally regulated V(D)J recombination to produce the variable region of the antibody. Gene expression depends on spatial organisation of chromatin. To ensure that all V genes have a chance to recombine, they are brought into physical proximity to the D-J region by locus contraction and DNA looping. Not all V genes recombine with equal frequencies and we aim to investigate how dynamic changes in 3D structure of the Igh locus facilitate V(D)J recombination. Chromosome conformation capture techniques have revolutionised studies of genome conformation. I have applied a novel form of enriched Hi-C to study both intra-locus (cis) and genome-wide (trans) interactions of the immunoglobulin loci in pro-B and pre-B cells. This method provides a higher resolution than Hi-C and is less biased than 4C and 5C. I have mapped all cis interactions within the Igh locus to produce a comprehensive view of the structure of the locus prior to recombination. This approach has shown that the 3’ superanchor (3’CBEs) and the Intergenic Control Region 1 (IGCR1) containing CTCF sites are the two most interacting regions in the locus making long-range contacts with all V genes. A second major conformational feature is that the distal V genes form a large tightly looped domain forming the centre of mass of the locus to which the 3’CBEs and IGCR1 loop. Thanks to a collaboration on polymer modelling, 5000 single conformations were simulated based on the ensemble Hi-C data. This showed that every structure is different, supporting a model of dynamic and flexible organisation of the locus rather than hierarchical subdomains therein. Moreover, there is only a slight trend for V genes interacting more often with the D-J region to have higher recombination scores, supporting an ‘equal opportunity for all’ model in which participation of V genes in V(D)J recombination is not constrained by linear genomic distance from the DJ region. Nevertheless, CTCF binding level does contribute to V gene recombination frequency. I have also discovered that Igh and Igk loci participate in a highly specialised network of genome-wide (trans) interactions involving genes encoding B cell-specific factors essential for activation and maintenance of B cell identity, including Pax5, Foxo1, Ebf1, and Runx1. I have validated these by 3D DNA FISH and found that at the pro-B cell stage the Igh is involved in many trans interactions, whereas Igk does not make any contacts. In contrast, Igk gains numerous trans interactions at the pre-B cell stage, many of which overlap with the interactions Igh participates in at both developmental stages. Together, these findings reveal a complex developmentally regulated orchestration of genome conformation changes that underpins B cell development.

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Sharples, Gary John. "Molecular organisation and functional analysis of the chromosomal ruv region of Escherichia coli K12". Thesis, University of Nottingham, 1990. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.276350.

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Schlecht, HeÌleÌ€ne. "Investigating the correlation between genome location, ectopic recombination and chromosome organisation during meiosis in Saccharomyces cerevisiae". Thesis, University of Sheffield, 2003. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.398663.

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Surdej, Patrick. "L' organisation strucrurale et fonctionnelle de la région 14B-15B du chromosome X de Drosophila melanogaster". Aix-Marseille 2, 1989. http://www.theses.fr/1989AIX22055.

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Clonage d'un brin d'adn de 800 kb du chromosome x de la drosophile (15b-15b). Organisation des regions transcrites et profil d'expression au cours du developpement, caracterisation de regions d'attachement a la matrice nucleaire

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Oudelaar, A. Marieke. "The three-dimensional regulatory landscapes of the globin genes". Thesis, University of Oxford, 2018. http://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:6cd793fe-b28a-4d98-a588-b6eec5dfa416.

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One of the most important outstanding questions in biology involves the precise spatial and temporal regulation of gene activity, which enables different cell types to express the specific set of genes required for their function and is therefore a cornerstone for complex biological life. Cis-regulatory elements, such as gene promoters and enhancers, play a key role in controlling gene activity. These elements physically interact with the genes they regulate within structural chromatin domains. The organisation of chromosomes into these domains is critical for specific regulation of gene expression and disruption of these structures underlies common human disease. However, it is not understood how chromatin domains form, how interactions between the cis-regulatory elements contained within them are established, or how such interactions influence gene expression. The major hurdles in addressing these questions are to determine chromatin structures with high resolution and sensitivity and to examine their dynamic nature within single cells. To overcome these, I have developed Tri-C, a new chromosome conformation capture assay that can analyse concurrent chromatin interactions at single alleles at high resolution. By combining Tri-C with conventional chromosome conformation capture techniques, I have analysed the three-dimensional regulatory landscapes of the well-characterised murine globin loci at unprecedented depth. Additionally, to examine the roles of cis-regulatory elements in establishing chromatin architecture, I have analysed how engineered deletions in enhancers and CTCF-binding elements in the murine alpha-globin locus disrupt its chromatin landscape. These analyses reveal that the chromatin domains containing the globin genes represent compartmentalised structures, which are delimited by CTCF boundaries. The heterogeneity of interactions in these domains between individual cells is indicative for a dynamic process of loop extrusion underlying their formation. Within chromatin domains, preferential structures are formed in which multiple enhancers and promoters interact simultaneously. These complexes provide a structural basis for understanding how multiple cis-regulatory elements cooperate to establish robust regulation of gene expression. Importantly, these complex, tissue-specific structures, cannot be explained by loop extrusion alone and indicate other, independent mechanisms contributing to chromosome architecture, likely involving interactions mediated by multi-protein complexes. Together, these analyses show that the current view of genome organisation, in which chromosomes are organised by stable loops and domains that self-assemble into hierarchical structures, is not correct. Rather, chromatin architecture reflects a complex interplay between distinct molecular mechanisms contributing to the formation of regulatory landscapes that facilitate precise, robust control of gene expression.

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Le, Bourgeois Pascal. "Structure et organisation du chromosome de Lactococcus lactis : [thèse en partie soutenue sur un ensemble de travaux]". Toulouse 3, 1993. http://www.theses.fr/1993TOU30095.

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Lactococcus lactis est une bacterie a gram positif employee dans l'elaboration de tres nombreux produits laitiers fermentes. La structure et l'organisation du chromosome de cette bacterie ont ete etudiees par electrophorese en champs pulses. Une carte physique et genetique du chromosome a ete etablie pour deux souches de laboratoire de l. Lactis. Ce travail a necessite le developpement d'outils genetiques originaux. Le plasmide prl1, un plasmide integratif qui permet d'introduire de nouveaux sites de restriction rares au hasard dans le chromosome, a ete utilise pour construire la carte physique du chromosome. La localisation precise des genes sur cette carte physique a ete realisee a l'aide d'un second plasmide integratif, prc1. La carte genetique comprend une vingtaine de marqueurs chromosomiques, et des sequences recurrentes comme les operons ribosomiques et les sequences d'insertion. Bien que les cartes physiques des deux souches etudiees different sensiblement, l'organisation genetique globale semble conservee sur approximativement 1500 kilobases. Ce travail montre que la cartographie chromosomique par electrophorese en champs pulses constitue un outil indispensable pour l'etude du polymorphisme genomique chez lactococcus lactis, et devrait permettre de mieux evaluer la dynamique des chromosomes bacteriens au cours de l'evolution

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Moreau, Philippe. "Etude d'une sequence d'adn moyennement repetee specifique du chromosome x de la souris : organisation et evolution de la region 3". Orléans, 1992. http://www.theses.fr/1992ORLE2028.

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Recemment mise en evidence chez mus m. Domesticus, lmrs (long mosaic repetitive sequence) est une sequence moyennement repetee (environ 100 copies), de grande taille (environ 15 kb), localisee au niveau de la bande a3 du chromosome x. Souvent interrompue, notamment par des elements l1, elle n'est pas organisee en tandem strict. Sa region 5 presente une structure de type adn satellite degenere provenant vraisemblablement de la duplication d'un motif ancestral de 13 pb. Lmrs est specifique du genre mus et son degre de repetition peut varier d'une espece a l'autre. Notre etude porte sur l'organisation et la dynamique de la region 3: le sequencage de 6155 pb en continu revele que la structure de type adn satellite degenere ne couvre qu'une partie de l'unite (environ 8500 pb). En 3, elle est associee a 5 elements l1 quasi contigus separes d'un 6eme element l1 par un segment apparente a un autre type de repetition. Les elements l1 ont perdu une partie de leurs sequences en 5 et en 3; ils presentent entre 44 et 83% de similitude avec l'element complet l1md-a2. Lmrs apparait donc comme une super-structure repetitive issue de l'association (probablement par recombinaison) et de la co-amplification de sequences d'origines differentes. Ces processus, ainsi que l'insertion d'autres elements l1 sur un milieu riche en bases a et t, peuvent etre proposes pour expliquer d'une maniere plus generale la repartition genomique des elements l1. Par hybridation d'adn des especes mus caroli, mus spretus, mus m. Musculus et mus m. Domesticus avec une sonde couvrant les 4260 premiers nucleotides de la region sequencee, nous observons que lmrs se diversifie lorsque son degre de repetition augmente. Nous detectons egalement un polymorphisme de sites ecor i dans des populations naturelles de mus m. Domesticus. Ces resultats suggerent que plusieurs evenements mutationnels ont eu lieu au cours de l'amplification de lmrs, certains ayant une origine recente. Sur de l'adn de mulot ou de rat, un signal d'hybridation caracteristique de l1 est obtenu lorsque la sonde contient des sequences peu divergentes de l1md-a2. Sur de l'adn humain, nous obtenons toujours une hybridation croisee, probablement avec des sequences d'une toute autre nature, certaines etant organisees en multimeres d'une unite d'environ 340 pb

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Xu, Meng. "Specialised transcription factories". Thesis, University of Oxford, 2008. http://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:a41d3243-c233-491a-916b-4e329cace434.

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The intimate relationship between the higher-order chromatin organisation and the regulation of gene expression is increasingly attracting attention in the scientific community. Thanks to high-resolution microscopy, genome-wide molecular biology tools (3C, ChIP-on-chip), and bioinformatics, detailed structures of chromatin loops, territories, and nuclear domains are gradually emerging. However, to fully reveal a comprehensive map of nuclear organisation, some fundamental questions remain to be answered in order to fit all the pieces of the jigsaw together. The underlying mechanisms, precisely organising the interaction of the different parts of chromatin need to be understood. Previous work in our lab hypothesised and verified the “transcription factory” model for the organisation of mammalian genomes. It is widely assumed that active polymerases track along their templates as they make RNA. However, after allowing engaged polymerases to extend their transcripts in tagged precursors (e.g., Br-U or Br-UTP), and immunolabelling the now-tagged nascent RNA, active transcription units are found to be clustered in nuclei, in small and numerous sites we call “transcription factories”. Previous work suggested the transcription machinery acts both as an enzyme as well as a molecular tie that maintains chromatin loops, and the different classes of polymerases are concentrated in their own dedicated factories. This thesis aims to further characterise transcription factories. Different genes are transcribed by different classes of RNA polymerase (i.e., I, II, or III), and the resulting transcripts are processed differently (e.g., some are capped, others spliced). Do factories specialise in transcribing particular subsets of genes? This thesis developed a method using replicating minichromosomes as probes to examine whether transcription occurs in factories, and whether factories specialise in transcribing particular sets of genes. Plasmids encoding the SV40 origin of replication are transfected into COS-7 cells, where they are assembled into minichromosomes. Using RNA fluorescence in situ hybridisation (FISH), sites where minichromosomes are transcribed are visualised as discrete foci, which specialise in transcribing different groups of genes. Polymerases I, II, and III units have their own dedicated factories, and different polymerase II promoters and the presence of an intron determine the nuclear location of transcription. Using chromosome conformation capture (3C), minichromosomes with similar promoters are found in close proximity. They are also found close to similar endogenous promoters and so are likely to share factories with them. In the second part of this thesis, I used RNA FISH to confirm results obtained by tiling microarrays. Addition of tumour necrosis factor alpha (TNF alpha) to human umbilical vein endothelial cells induces an inflammatory response and the transcription of a selected sub-set of genes. My collaborators used tiling arrays to demonstrate a wave of transcription that swept along selected long genes on stimulation. RNA FISH confirmed these results, and that long introns are co-transcriptionally spliced. Results are consistent with one polymerase being engaged on an allele at any time, and with a major checkpoint that regulates polymerase escape from the first few thousand nucleotides into the long gene.

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Lassadi, Imen. "Rôle de l'organisation du chromosome III dans la directionalité du mating-type switch chez S. Cerevisiae". Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1330/.

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La recombinaison homologue est un processus essentiel dans l'évolution des espèces, pourtant les mécanismes qui régulent cet événement sont encore mal connus. Une idée émergente est que l'architecture nucléaire et la conformation des chromosomes influents sur la recombinaison en favorisant la rencontre entre séquences homologues. Le changement de type sexuel chez la levure S. Cerevisiae constitue un excellent modèle pour explorer ce mécanisme. En effet, le changement du type sexuel chez la levure est directionnel c'est-à-dire que suite à une induction d'une cassure double brin (DSB) au niveau du locus MAT par l'endonuclease HO, la cellule répare cette cassure par conversion génique en utilisant un des deux loci HMLa ou HMRa qui se retrouve à l'extrémité de chaque bras du chromosome III. Le locus HMLa sert de donneur d'information si la cellule est de type a et le locus HMRa est utilise lorsque la cellule est a. Nous avons étudiés le rôle de l'organisation nucléaire de ces trois loci ainsi que leur dynamique dans le choix du donneur par microscopie à fluorescence sur des cellules vivantes en utilisant les deux systèmes LacO et TetO ainsi qu'un troisième operator le λO que j'ai adapté pour l'usage chez la levure. Nous avons montré que le chromosome III adopte une organisation mating-type dépendante. Cette organisation spécifique se résume à la formation d'une boucle par l'interaction du RE avec la région centromérique. Cette organisation n'implique pas des facteurs de la compaction de la chromatine comme Asf1 ni des facteurs de mise en silence et d'ancrage des télomères comme Sir4 mais implique Fkh1. De plus, nous pensons que cette organisation est responsable à la relocalisation de HML dans les cellules a dans un endroit qui rend cette séquence recombinogène. En perspectives, la disponibilité de trois FROS ainsi qu'un programme capable d'analyser la position en 3D de trois loci de différentes couleurs, va permettre leur application dans l'étude de l'organisation nucléaire dans d'autres mécanismes cellulaires
Epigenetic regulation of gene expression involves chromatin compaction and organization of genomic loci in the nuclear volume. However, little is known about the influence of chromatin structure and dynamics in recombination. Haploid S. Cerevisiae can change mating-type at every cell cycle. During this process, two transcriptionally silent haploid mating-type loci, HMLa and HMRa, located at the opposite ends of chromosome III, are required. Conversion of the mating-type begins with a site-specific cut by the HO endonuclease at the transcribed MAT locus located near the center of the chromosome. The resulting DSB is then repaired by homologous recombination using either HMLa or HMRa as a template. MAT a-cells use HMLa as a template in 85% of the cells whereas a-cells prefer to use HMRa as a template in 90% of the cells. We developed a new fluorescent repressor operator system (FROS) which relies on the transgenic expression of the bacterial λ repressor fused to a fluorescent protein which can bind to its respective λ operator DNA sequence integrated as a short multicopy tandem array in the yeast genome. Combined with the existing FROS based on LacO and TetO it now allows to visualize three specific genomic sites simultaneously. This triple labelling strategy was applied to study the choreography of the three mating-type loci in Saccharomyces cerevisiae. During this study, we uncovered a mating-type specific organization of the chromosome III in S. Cerevisiae. This chromosome organization does not seem to be affected after the abolishment of the chromatin fiber compaction (asf1 mutant) or the silencing ans anchoring of telomeres (sir4 mutant) but is affected following FKH1 deletion. We propose a model in which mating-type specific conformation of chromosome III correlates with the efficiency and the outcome of the gene conversion event between the HM and MAT loci. In fact, the left arm seems to form a loop due to transient interaction of the Recombination Enhancer with centromere proximal sequences. This loop positions the HML region at a strategic region to render it highly recombinogenic. In alpha-cells this specific organization is absent leading to a sequestration of HMLa away from MAT. In addition, we analyzed the behavior of the donor sequences HMLa and HMRa relative to MAT following a DSB at MAT. HMLa seems to sweep away from MAT during the minutes of repair in alpha-cells and come back to its original position following the repair. HMRa gets closer to MAT 30min after HO induction. In conclusion, we propose that the nuclear positioning of the HMLa along the cell cycle is non random and thus controlling the mating-type switch. In perspective, the adaptation of a new FROS system and the development of an algorithm able to analyze 3 loci simultaneously present a new tool to study the chromosome organization role in different cellular mechanism in yeast as well as in other models

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Moindrot, Benoît. "Organisation de la chromatine et son lien avec la réplication de l'ADN". Phd thesis, Ecole normale supérieure de lyon - ENS LYON, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00733254.

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L'organisation de la chromatine a une importance fonctionnelle pour contrôler le programme d'expression des gènes. Par contre, les liens qui l'unissent au déroulement de la réplication de l'ADN sont beaucoup moins connus. Grâce à des approches basées sur la capture d'interactions chromosomiques et sur l'imagerie cellulaire, nous avons étudié les liens entre le repliement à grande échelle de la chromatine et le timing de réplication. Cette analyse, effectuée dans des cellules humaines lymphoblastoïdes, des cellules mononucléées du sang (PBMC) et des cellules issues d'une leucémie myéloïde à caractère érythrocytaire, a permis l'identification de domaines structuraux du noyau. Ces domaines sont relativement isolés les uns des autres et leurs frontières coïncident avec les zones d'initiation précoce. De plus, notre étude montre que ces zones d'initiation précoce interagissent préférentiellement, aussi bien entre voisins immédiats (séparation génomique de l'ordre de la mégabase) que le long du chromosome entier. Les loci répliqués tardivement interagissent eux-aussi avec leurs homologues, conduisant, dans l'espace nucléaire, à une ségrégation des loci en fonction de leur timing de réplication. Ces résultats sont soutenus par des mesures de distances sur des hybridations in-situ qui montrent que les loci répliqués en début de phase S sont plus proches qu'attendus. Nos travaux révèlent enfin que l'organisation de la chromatine est similaire dans des cellules en phase G0 (PBMC dormantes), démontrant qu'elle n'est pas spécifique des cellules en phase S. Pris ensemble, ces résultats apportent des preuves directes d'une organisation robuste de la chromatine, partagée par les cellules en cycle et dormantes, et corrélée au timing de réplication à différentes échelles.

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Lee, Chee Yang. "Characterisation of the ovine major histocompatibility complex class II region". Thesis, Curtin University, 2009. http://hdl.handle.net/20.500.11937/1849.

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The main aim of this project has been to provide insights into the genomic organization of the class II region of the ovine major histocompatibility complex (MHC), a chromosomal region containing genes that control adaptive immune responses in vertebrate species. Assessment of the potential of measuring resting serum IgA levels as a predictor of the resistance of sheep to gastrointestinal parasites was also undertaken.Loci within the ovine MHC class II region were identified and sequenced either by direct sequencing of known class II genes using ovine specific primers or from sub-clones constructed from bacterial artificial chromosome (BAC) clones containing the class II region. The loci were apportioned into two groups (IIa and IIb) based on analogy with the class II region in the cattle MHC where it is known that a chromosomal inversion has divided and separated the region into two subregions ≈15 cM apart. All sequences obtained have been deposited in GenBank. A relative map of the ovine class IIa and IIb subregions was constructed based on comparative information from the human and cattle MHCs. Additionally, complete nucleotide sequences were obtained for the protein folding chaperone gene PFDN6; phylogenetic analysis confirmed its homology and impressive conservation with orthologues from other vertebrate. Partial sequences were also generated for several other loci including WDR46 and DRA.Single nucleotide polymorphisms (SNPs) were identified by analysing homologous sequences from a minimum of five individual sheep. In total, 103 SNPs were discovered that were distributed over 20 distinct loci spanning both the putative class IIa and IIb regions. Genotypes were typed for panels of 10 SNPs across each of the ovine class IIa, IIb subregions, plus 10 published SNP loci for the class III region, in a total of 261 sheep. The sheep comprised 68 unrelated parental animals and 193 sheep from nine different family groups for which worm egg count (WEC) data and estimated breeding values (EBV) were available. Allele frequencies for each SNP locus were estimated and determined to be in Hardy Weinberg proportions. Analysis of SNP heterozygosity in sheep revealed a region within the class IIa subregion where heterozygosity was reduced. This region is similar to a corresponding region within the human MHC manifesting a reduced frequency of SNPs. Analysis of linkage disequilibrium (LD) across the panel of 30 SNP loci showed regions of high and low LD. The region of low heterozygosity within the putative sheep class IIa subregion was characterised by low LD.The availability of independently confirmed pedigrees permitted identification of 54 Mendelian inherited haplotypes across the class IIa, IIb and III subregions for all 30 loci. Haplotypes for other sheep were inferred using the EM algorithm as implemented in the SNPstats software package. Analysis of the deduced haplotypes showed evidence for the presence of conserved allele groupings or ‘blocks’ corresponding to each subregion. These ‘blocks’ seemed to occur more frequently than expected despite some SNP loci being homozygous (especially in the sires). Similar blocks were predicted by haplotype function in SNPstats. This result suggests that conserved subregion haplotypes may be present in the sheep MHC as are known to exist in the human MHC. Further analysis of the sheep pedigrees showed four haplotypic crossovers between the class IIb and class IIa subregions. Four sire derived crossovers in 21 meioses is consistent with a physical separation between these two subregions similar to that observed in cattle. No crossovers were observed between the class IIa and class III subregions.Total and parasite-specific IgA levels were measured in serum collected post weaning from 171 unchallenged sheep for which WEC data was available. There were no significant correlations between either total or parasite specific IgA serum levels and post natal WEC or WEC at weaning Hence, this parameter is not a useful predictor of worm immunity and cannot replace the more difficult to measure WEC values. Multiple regression analysis of the data did suggest however that IgA synthesis may have a role in the humoral immune responses of sheep to gastrointestinal parasites.The discoveries reported in this thesis provide a more detailed description of the ovine MHC class II region, evidence of its division into two separated subregions, and the description of haplotypes based on newly discovered SNPs. Haplotypic associations with breeding values based on WEC were identified, but these did not permit speculation concerning the identity of candidate loci for parasite immunity probably due to the relatively small populations studied. These findings will contribute to association and linkage studies in larger sheep populations and between breeds in the search for genetic determinants of immunity to gastrointestinal worms. It is expected that such determinants in turn will facilitate breeding for more disease-resistant sheep by marker-assisted selection with consequent increases in industry productivity.

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Tesis sobre el tema "Organisation des chromosomes"

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