Recherche de l'équipe Expression Génétique et Développement

L'EQUIPE RECRUTE UN.E ETUDIANT.E DE MASTER (2020)!

Comment une cellule contrôle-t-elle l'expression de son génome? Comment ce contrôle s'intègre-t-il dans un programme de développement d'un organisme multicellulaire? Quelles sont les conséquences de défauts de ces mécanismes de contrôle? Comment ces défauts peuvent-ils générer des pathologies chez l'humain? Ces questions sont loin d'être résolues. Nous avons choisi de les aborder en nous focalisant sur les contrôles qui s'exercent sur l'ARN. Alors qu'on a longtemps pensé que l'essentiel des contrôles de l'expression génétique s'effectuait sur la transcription, il est maintenant clair que les régulations portant sur l'ARN, appelées régulations post-transcriptionnelles, sont au moins aussi importantes.

L'équipe "Gene expression and development" (GED) étudie la contribution des régulations post-transcriptionnelles au développement des organismes pluricellulaires, en utilisant essentiellement comme modèles la souris et l'amphibien xénope (pourquoi le xénope?). Ces recherches ont un fort impact pour la compréhension de certaines pathologies chez l'humain.

Objectifs spécifiques

Développement du cristallin et cataracte

La CELF1 est une protéine de liaison aux ARN, jouant de nombreux rôles dans le métabolisme d'un ARN (contrôle de l'épissage, de la traduction, de la stabilité). Chez l'homme, elle est impliquée dans la dystrophie myotonique de type 1 (aussi appelée maladie de Steinert). Les souris invalidées pour le gène Celf1 sont donc des modèles d'étude de la DM1. Nous avons également démontré sa fonction dans la segmentation des somites des vertébrés, ou dans la gamétogenèse chez le mammifère mâle.

Plus récemment, nous avons mis en place une collaboration avec le Dr Salil Lachke, University of Delaware, pour comprendre pourquoi ces souris invalidées pour le gène Celf1 développement une cataracte juvénile. Cette collaboration a donné lieu à un article conjoint. Nous travaillons actuellement sur les réseaux post-transcriptionnels de régulation de l'expression génétique dans le cristallin, en utilisant le xénope et la souris comme modèles.

 

Stabilité de l'épiderme et carcinomes épidermoïdes

 

Nous avons récemment montré que la Ptbp1 ou Esrp1, des protéines de liaison aux ARN, ou Exosc9, un composant du RNA exosome, étaient impliqués dans la stabilité de l'épiderme de xénope. Esrp1 contrôle l'expression de ptbp1, il existe donc une voie Esrp1/Ptbp1 et une voie Exosc9 menant à ces défauts. Les embryons dépourvus de ces protéines développent des "bulles" ou "ampoules" sur la nageoire dorsale, que nous avons caractérisées par différentes approches. Elles sont évocatrices de certaines pathologies de l'épiderme chez l'humain.

Figure 3. Le phénotype "ampoule". Les embryons de xénope sont d'excellents modèles de génétique inverse. A titre d'exemples, nous montrons ici un témoin (non-injected, NI), et des embryons précédemment injectés avec des molécules capables de bloquer spécifiquement la traduction de certains ARNm (oligonucléotide antisens morpholino, Mo). Les embryons injectés précédemment avec un morpholino dirigé contre les ARN ptbp1, exosc9 ou esrp1 présentent tous des "ampoules" ou "bulles" caractéristiques sur la nageoire dorsale. Dans la mesure où ces trois ARN permettent la traduction de régulateurs post-transcriptionnels de l'expression génétique, ces données illustrent le lien existant entre la stabilité de la peau et les contrôles post-transcriptionnels.

L'épiderme de xénope est un modèle simple d'épiderme pluristratifié, composé seulement de quatre types cellulaires exprimant chacun des marqueurs spécifiques.

Figure 2. Les tétards de xénope en tant que modèles du développement des épithémiums chez les vertébrés. Ces photos sont des hybridations in situ effectuées avec les sondes indiquées. Elles illustrent la variété des types cellulaires dans l'épiderme de l'embryon de xénope.

Afin de comprendre ce phénotype particulier, nous nous efforçons d'intégrer des approches génomiques à haut-débit et des approches de génétique inverse et d'analyses de phénotypes. Les approches génomiques à haut-débit comprennent le séquençage profond d'ARN et le CLIPseq dont l'objectif est d'identifier de façon systématique l'ensemble des ARN ligands associés à une protéine de liaison aux ARN données. La génétique inverse est mise en oeuvre chez le xénope par injection d'oligonucléotides antisens Morpholino, ou par modification ciblée du génome en F0 par CRISPR/Cas9.

Ces approches nous ont permis d'identifier les gènes dont l'épissage est contrôlé par la Ptbp1 dans chez le xénope. Parmi eux se trouve un gène clé du développement de l'épithélium. Nous avons montré que chez l'homme, la PTBP1 contrôle également l'épissage du même gène, avec un fort impact sur les cancers.

Objectifs transversaux

Nous pensons que les défauts de développement que nous caractérisons chez les embryons reflètent des situations pathologiques pouvant être rencontrées chez l'humain. Notre préoccupation constante est donc de lier nos recherches effectuées chez des animaux modèles avec la santé humaine.

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