Gestion de la topologie de l'ADN au cours du stress réplicatif chez la levure S. pombe. // DNA topology management during replication stress in the yeast S. pombe

Les défauts du processus de réplication de l'ADN, regroupés sous le terme de stress réplicatif, entraînent une duplication chromosomique incorrecte et des anomalies mitotiques ultérieures. Le stress réplicatif constitue une source majeure d'instabilité du génome et contribue au développement de maladies génétiques, de pathologies neurologiques, au vieillissement et au cancer. Les causes du stress réplicatif sont multiples et variées, mais convergent vers des fourches de réplication altérées, des structures d'ADN fragiles et sujettes aux réarrangements chromosomiques.
Notre équipe vise à étudier l'organisation spatiale et temporelle des circuits moléculaires qui empêchent la conversion de fourches de réplication en structures d'ADN pathologiques compromettant la stabilité du génome. Nous combinons des approches génétiques, génomiques, protéomiques et moléculaires afin d'explorer comment les processus de recombinaison, de réparation, en lien avec la chromatine permettent la résolution du stress réplicatif au sein de l'architecture nucléaire du génome.
L'objectif de ce projet de doctorat est de décrypter les relations interdépendantes entre la topologie de l'ADN et le stress réplicatif. En effet, notre compréhension de la topologie de l'ADN demeure incomplète, car la majorité des méthodes actuelles utilisées pour étudier l'organisation des génomes et sa topologie reposent sur des approches indirectes et non quantitatives, dépourvues de résolution dynamique et quantitative. Bien que les méthodes de séquençage à haut débit aient profondément transformé notre compréhension de l'organisation tridimensionnelle des chromosomes, nous manquons encore de données à haute résolution permettant d'évaluer l'impact de la réplication de l'ADN sur le repliement chromosomique et la topologie de l'ADN.
Afin de surmonter ces limitations, nous proposons de mettre en œuvre des approches innovantes permettant de suivre physiquement les contacts entre chromatides sœurs (HiSC2) et leur caténation (HiCat) le long des chromosomes chez la levure Schizosaccharomyces pombe. Ces méthodes seront d'abord validées au niveau d'une barrière de réplication site-spécifique afin d'étudier comment l'arrêt et la reprise des fourches de réplication modifient les contacts entre chromatides sœurs et la caténation de l'ADN. Les facteurs impliqués dans le remodelage de la topologie de l'ADN lors de la réparation des fourches seront ensuite identifiés, et les conséquences de leur dysfonctionnement seront analysées à l'aide de rapporteurs d'instabilité génomique. Enfin, ces approches seront étendues à l'échelle du génome entier afin d'obtenir des cartes génomiques quantitatives et à haute résolution des contacts entre chromatides sœurs et de la caténation de l'ADN au cours du cycle cellulaire.
Ce projet sera mené en étroite collaboration avec l'équipe de FX Barré (I2BC, Gif-sur-Yvette, France), qui a développé la méthode HiSC2 chez les bactéries.
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Flaws in the DNA replication process, known as replication stress, result in inaccurate chromosome duplication and subsequent mitotic abnormalities. Replication stress is a driving source of genome instability contributing to genomic disorders, neurological diseases, aging and cancer. The causes of replication stress are many and varied but ultimately result in stressed replication forks that are fragile DNA structures prone to chromosomal rearrangements. The research line of the team is to investigate the spatial and temporal organization of molecular circuits that prevent stressed forks from being converted into pathological DNA structures that jeopardize genome stability. We combine genetic, genomics, proteomics and molecular approaches to explore how recombination, repair and chromatin-based processes resolve replication stress within the sub-nuclear architecture of the genome. The aim of this PhD project is to decipher the two-way relationships between DNA topology and replication stress. Indeed, our understanding of DNA topology remains incomplete because most of currents methods addressing genome folding and topology rely on indirect and non-quantitative assays that lack dynamic and quantitative resolution. High-throughput sequencing methods have revolutionised our understanding of chromosome folding but we still lack high-resolution data on how DNA replication affects chromosome folding and DNA topology. To overcome these limitations, we aim at implementing innovative assays to physically monitor sister chromatid contact (HiSC2) and catenation (HiCat) along chromosomes in the yeast S. pombe. These assays will be first validated at a site-specific replication fork barrier to investigate how fork arrest and recovery reshape sister chromatid contact and DNA catenation. Factors involved in reshaping DNA topology during fork repair will be investigated and the consequences of their disfunction will be addressed using genome instability reporters. Finally, the assays will be validated at the whole-genome scale to obtain high-resolution and quantitative genomic maps of sister chromatid contact and catenane during cell cycle. This project will be conducted in close collaboration with the team of FX Barre (I2BC Fif sur Yvette, FR) who developed the HiSC2 method in bacteria.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Contrats ED : Programme blanc GS-LSaH

Université Paris-Saclay GS Life Sciences and Health

577 Structure et Dynamique des Systèmes Vivants

Le(a) candidat(e) doit être fortement motivé(e) par la compréhension des mécanismes liés au maintien de la stabilité du génome, il (elle) a une très bonne formation et expérience scientifique en biologie cellulaire et moléculaire appliquées à la problématique de la biologie des génomes. Il(elle) apprécie le travail en équipe, est autonome et sait faire preuve d'initiative. Il (elle) écrit et parle l'anglais couramment. Il (elle) détient un master 2 couvrant le champ thématique de la biologie cellulaire et moléculaire.
Highly motivated by the understanding of mechanisms associated with the maintenance of genomic stability, the candidate will have a training and scientific experience in cellular and molecular biology applied to genome biology. The candidate must have team spirit, be autonomous and have a sense of self-initiative. The candidat must hold a master degree in molecular biology.