Chromatine et expression du génome
Unité de recherche
Le laboratoire de François Robert s’intéresse au rôle de la chromatine dans la régulation de l’expression génique. Les études se divisent en plusieurs thématiques, mais celles-ci concernent toutes la transcription par l’ARN polymérase II et ses interactions avec son substrat physiologique : la chromatine. Les cellules font usage de la malléabilité de la chromatine dans leurs stratégies de régulation de l’expression génique. En effet, la régulation de la transcription nécessite généralement une réorganisation de la chromatine.
Plus récemment, le laboratoire, ainsi que plusieurs autres, ont démontré que la transcription peut elle aussi influencer la structure et la fonction de la chromatine. Il existe donc un dialogue moléculaire entre la chromatine et la transcription. L’équipe utilise des technologies de génomique fonctionnelle (ChIP-seq, ChIP-exo, ChEC, MNase-seq, RNA-seq, ChIP-chip) et de protéomique (spectrométrie de masse) afin de mieux comprendre les mécanismes et les conséquences de ce dialogue. Les études du laboratoire utilisent plusieurs modèles expérimentaux comme la levure Saccharomyces cerevisiae et des cellules de drosophile et de souris en culture.
Les recherches s’organisent autour de trois thématiques : l’étude du rôle de Mediator dans la régulation transcriptionnelle in vivo, le rôle du CTD de l’ARN polymérase II dans la régulation de la chromatine aux gènes actifs et le rôle des chaperones d'histone FACT et Spt6 dans la régulation de la structure chromatinienne.

- Directeur, Unité de recherche en chromatine et expression du génome
- Professeur titulaire de recherche, IRCM
- Professeur-chercheur titulaire, Département de médecine (accréditation en biologie moléculaire), Université de Montréal
- Professeur associé, Département de médecine, Université McGill
- Chercheur-boursier, Fonds de recherche du Québec – Santé
- Titulaire de la chaire de recherche du FRQS - Étude du rôle de la chromatine dans la régulation de l'expression génique chez les eucaryotes
Prix et honneurs
- Prix pour nouveau chercheur principal Maud Menten 2008, Institut de génétique (IRSC)
Diplômes et expériences antérieures
- Docteur en biologie moléculaire, Université de Sherbrooke
- Stage postdoctoral en génomique fonctionnelle au sein du laboratoire de Richard A. Young, Whitehead Institute, Massachussetts, États-Unis (1999-2003)
Projets et découvertes importantes
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(2019) L’équipe a étudié l’implication du CTD de l’ARN polymerase II dans la terminaison de la transcription. Ces travaux ont démontré que les résidus tyrosines du CTD sont nécessaires pour l’établissement de pauses de la polymérase peu après l’initiation de la transcription et que ces évènements sont essentiels à une terminaison efficace aux ARN non-codants par la voie Nrd1-Nab3-Sen1. Cette étude a eu un impact important sur notre compréhension de la régulation de la pause transcriptionnelle chez Saccharomyces cerevisiae. (Publication sur PubMed)
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(2019) L’équipe a démontré que les chaperones d’histone FACT et Spt6 sont essentielles pour maintenir les profils de distribution des marques d’histones le long des gènes lors de la transcription. En absence de FACT ou Spt6, la transcription par l’ARN polymérase II induit la perte d’histones. Ces histones éjectées sont alors réincorporées par d’autres voies d’assemblage de la chromatine, conduisant les marques d’histones à des endroits innapropriés dans le génome. Ce travail souligne l’importance de FACT et Spt6 dans le maintien épigénétique. (Publication sur PubMed)
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(2016) L'équipe a étudié comment les différents modules de Médiateur interagissent avec les gènes. Cette étude démontre que le module Kinase de Médiateur est recruté aux upstream activating sequences (UAS) avec le reste du complexe Médiateur. L’activité kinase de ce module antagonise la liaison de Médiateur avec les UAS. Le module Kinase est ensuite éjecté lorsque Médiateur interagit avec le complexe de pré-initiation de la transcription (PIC). Bien que le domaine Tail soit nécessaire au recrutement de Médiateur à l’UAS, notre étude montre que l’intégration de Médiateur dans le PIC se fait de manière indépendante du Tail. Le cœur de Médiateur est donc composé des domaines Tête et Centre qui interagissent avec, et stabilisent, le PIC. Les domaines Tail et Kinase, quant à eux, ont des rôles régulateurs sur la fonction de Médiateur. (Publication sur PubMed)
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(2015) La variante d’histone H2A.Z est incorporée dans les nucléosomes des promoteurs via le recrutement du complexe SWR-C à ces régions. Par contre, il demeure encore incertain si d’autres mécanismes contribuent à la distribution génomique de H2A.Z. Dans un article publié dans Molecular Cell, nous avons démontré que les chaperones d’histone FACT et Spt6 préviennent l’accumulation de H2A.Z dans les régions codantes. Ce travail démontre également qu’une localisation aberrante de H2A.Z contribue à l’émergence de transcription cryptique. (Publication sur PubMed)
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(2014) L'équipe a étudié la localisation génomique du complexe Mediator en détail. Les résultats démontrent que le Mediator s’associe de façon stable avec les « upstream activating sequences » avant d’être transféré de façon transitoire au promoteur. La phosphorylation du CTD de Rpb1 au niveau de la Ser5 par Kin28 est l’élément clé permettant la relâche du Mediator afin de permettre l’élongation. (Publication sur PubMed)
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(2012) L'équipe a décrit en détail le cycle de phosphorylation du CTD de l’ARN polymérase II. Les résultats démontrent que le cycle est virtuellement identique à tous les gènes et que des interrelations complexes entres les différentes kinases, phosphatases et isomérases sont requises à son établissement. (Publication sur PubMed)
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(2010) L'équipe a démontré que le complexe histone déacétylase Rpd3S, qu’on croyait recrutée à la chromatine via les nucléosomes méthylés, est en fait recruté en deux étapes. Rpd3S est d’abord recruté aux gènes activement transcrits via le domaine C-terminal (CTD) de l’ARN polymérase et ensuite transféré sur la chromatine méthylée. La phosphorylation du CTD et le facteur d’élongation DSIF jouent tous deux un rôle dans le contrôle du recrutement de Rpd3S. (Publication sur PubMed)
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(2009) L'équipe a découvert que la variante d’histone H2A.Z est non seulement dans les promoteurs, mais aussi dans l’hétérochromatine facultative. Fait surprenant, il a été découvert que la transcription joue un rôle actif dans l’établissement du profil de distribution génomique de H2A.Z. L’approfondissement du mécanisme par lequel la transcription façonne la localisation de H2A.Z et de certaines autre marques épigénétiques sont présentement à l’étude dans notre laboratoire. (Publication sur PubMed)
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(2010) L'équipe a publié une carte des régions enrichie en gammaH2AX à l’échelle génomique. Cette carte constitue un répertoire des régions fragile du génome de la levure. Fait surprenant, les régions dont les gènes sont transcriptionellement réprimés comptent parmi les plus fragiles du génome. Cette découverte a des implications importantes dans notre compréhension de l’instabilité génomique. (Publication sur PubMed)
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(2007) L'équipe a mesuré la dynamique des nucléosomes à l’échelle génomique, ce qui nous a permis de démontrer que les nucléosomes occupants les promoteurs sont les plus labiles du génome. Il a également été démontré que la chaperonne Asf1 est impliquée dans ce processus. Ces découvertes ont des implications importantes sur notre compréhension du contrôle de la transcription. (Publication sur PubMed)
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(2006) L'équipe a fait une série de prédictions informatiques des modules de régulation du génome humain. Ces prédictions ont permis de dégager certaines caractéristiques des éléments régulateurs et des facteurs de transcription qui les occupent. (Publication sur PubMed)
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(2005) L'équipe a déterminé la localisation génomique de la variante d’histone H2A.Z chez la levure, et a ainsi mis en évidence que cette dernière occupe des nucléosomes précis dans la majorité des promoteurs. Il a aussi été démontré que la présence de H2A.Z dans ces nucléosomes peut influencer leur positionnement. Cette étude a eu un impact important sur notre compréhension de la fonction de H2A.Z. (Publication sur PubMed)
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