Les chromosomes sont organisés en plusieurs niveaux hiérarchiques de repliements de la chromatine. Cette organisation spatiale de la chromatine dans le noyau a été impliquée dans la régulation de nombreux processus cellulaires comme la réplication ou la transcription. En effet, différentes expériences suggèrent que la chromatine est organisée en boucles, dont les bases seraient maintenues attachées ensemble, formant une structure qui serait un soutien structurel de la chromatine.Mon projet de thèse a visé à identifier les séquences d'ADN constituant la base de ces boucles de la chromatine par hybridation sur puces. Notre étude a été réalisée sur des MEF asynchrones et synchronisées en G0/G1 afin d'établir la dynamique des MARs au cours du cycle cellulaire.Nos résultats montrent que les MARs constituent des grands domaines, qui sont associés de façon significative avec les domaines d'ADN liées à la Lamine B1 et les domaines tardifs du timing de réplication. L'analyse des MARs ayant été réalisée sur des MEFs synchronisées en G0, les domaines de timing seraient donc déjà définis en G0/G1. L'analyse de plusieurs marques des histones suggère que les MARs sont associées à la chromatine transcriptionnellement inactive. En parallèle, nous avons réalisé une analyse protéomique de la matrice. Celle-ci a permis de valider notre approche expérimentale mais nous a aussi donné l'opportunité de caractériser la matrice nucléaire d'un point de vue protéique.L'ensemble de nos résultats révèle que les séquences d'ADN liées à la matrice nucléaire constituent une zone de répression, tant au niveau transcriptionnel que réplicatif. / Chromosomes are organised into several hierarchical levels of chromatin compaction. This spatial organization of chromatin in the nucleus has been involved in regulating many cellular processes such as DNA replication and transcription. Indeed, different experiments suggest that chromatin is organized in loops, whose bases are kept attached together, forming a structure, often called the nuclear matrix, acting as a structural support of the chromatin. My project was to identify the DNA sequences that belong to the bases of these chromatin loops. Matrix-attached regions (MARs) were mapped by hybridization on microarrays. This study was performed on asynchronous as well as G0/G1-phase synchronized MEFs to establish the dynamics of MARs during the cell cycle. MARs were found in megabase-sized domains, with sequences significantly related to previously-published Lamin B1 associated domains and replication timing domains. Since our analysis of MARs was performed on G0-synchronized MEFs, our data strongly suggest that the timing domains might already be defined in G0/G1. Analysis of several histone marks suggested that MARs were associated with transcriptionally-repressed chromatin. In parallel, we also performed a proteomic analysis of our matrix preparations, and found known "matrix-attached" proteins, thus validating our experimental approach, plus other components that permitted a better characterization of the nuclear matrix. Taken together, our results show that DNA sequences bound to the nuclear matrix constitute a repressive zone, at the transcription and replication levels.

Chez les mammifères, l'ADN des cellules interphasiques s'organise en une fibre chromatinienne confinée à l'intérieur de « territoires chromosomiques ». Ce confinement autorise l'établissement d'interactions à longue distance permettant une régulation fine des fonctions génomiques. Toutefois, l'organisation et la dynamique de la chromatine à l'échelle dite supranucléosomale (10 à 500 kb) reste méconnue. Afin d'étudier la chromatine à cette échelle, nous avons utilisé la méthode dite de 3C-qPCR qui permet de mesurer les fréquences d'interactions entre deux portions génomiques. Dans un premier temps, nous avons analysé les collisions aléatoires afin de déterminer l'organisation intrinsèque de la chromatine à l'échelle supranucléosomale. Nos résultats indiquent que, en l'absence d'interactions spécifiques, les collisions aléatoires dans les régions riches en gènes présentent une modulation d'une périodicité d'environ 90kb. Cette modulation semble être sous-jacente à de nombreuses interactions spécifiques et avoir des répercutions sur leur positionnement génomique contribuant ainsi à l'évolution des génomes. Des modèles, dérivés de la physique des polymères, suggèrent que la chromatine s'organise dans ces régions en une hélice statistique. Dans un second temps, nous avons abordé l'organisation tridimensionnelle du locus murin Igf2/H19 soumis à l'empreinte génomique parentale. Les interactions spécifiques identifiées entre des « enhancers » endodermiques et certaines portions du locus ont confirmé l'existence d'une hiérarchie des interactions et ont permis la découverte d'un nouveau locus soumis à l'empreinte (PIHit). Ce locus produit un ARN non codant que nous avons caractérisé mais dont la fonction exacte reste à déterminer.Finalement, mes travaux de thèse ont aussi conduit à la mise au point d'une nouvelle technologie (HRS-SEQ) qui permettra d'aborder l'organisation génomique globale par le biais des séquences récupérées à haut-sel (HRS). / In mammal, the DNA of interphasic cells is organized into the chromatin fiber which is itself confined inside “chromosome territories”. This compact organization allows the establishment of long-range interactions involved in the fine regulation of genomic processes. However, the organization and the dynamic of the chromatin at the so-called supranucleosomal scale (10 to 500kb) remain unclear. In order to study the chromatin at this scale, we used the 3C-qPCR method that allows to measure interaction frequencies between two genomic regions. Firstly, we have analyzed random collisions in order to determine the intrinsic organization of the chromatin at the supranucleosomal scale. Our data indicates that, in the absence of specific interactions, random collisions in gene-rich regions show a periodic modulation of about 90kb. This modulation seems to be underlying numerous locus-specific interactions and have repercussions on their genomic location, thus contributing to genome evolution. Models, derived from polymers physics, suggest that, in these regions, the chromatin is shaped in a statistical helix. Secondly, we have investigated the tridimensional organization of the Igf2/H19 mouse locus which is subject to genomic imprinting. Specific interactions identified between endodermic enhancers and some regions of the locus have confirmed the existence of a hierarchy of interactions and allowed the discovery of a new imprinted locus (PIHit). This locus produces a non-coding RNA that we have characterized but for which the function remains to be determined.Finally, my work also led to the development of a new technology (HRS-SEQ) that allows to study global genome organization through mapping of high-salt recovered sequences (HRS).