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L’EQUIPE




SYNOPSIS

Un des mécanismes épigénétiques centraux est la méthylation /déméthylation de lysine des histones. La méthylation d’histones sur résidus lysines influe sur la structure de la chromatine et elle est au centre des mécanismes régulant de manière stable et héritable l’expression des gènes. La méthylation des histones peut être aussi bien associée à des domaines actifs que des domaines inactifs de la chromatine, selon le résidu lysine ciblé. La méthylation de l’histone H3 sur la lysine 9 (H3K9), tout comme sur la lysine 27 (H3K27), est caractéristique d’une forme de chromatine répressive. Les enzymes régulant la méthylation des lysines au niveau des histones sont les lysines méthyltransférases (KMTs) et lysines déméthylases (KDMs), la plupart ont la capacité de modifier également des substrats non histones. Elles sont hautement spécifiques des résidus cibles au niveau des histones et du degré de méthylation des lysines, mono, di ou triméthylés. Environ 50 KMTs et 30 KDMs ont été décrites chez les mammifères. Nous nous intéressons particulièrement aux KMTs spécifiques de H3K9 et H3K27.




OBJECTIF PRINCIPAL

Notre groupe cherche à élucider les mécanismes moléculaires gouvernant la régulation de l’expression génique normale pendant des changements de destin cellulaire. En particulier, nous nous intéressons au rôle de la méthylation des lysines et plus spécifiquement la méthylation de H3K9 et H3K27, tout comme la méthylation de protéines non histones, dans la régulation de la différenciation musculaire et de cellules souches embryonaires (ESCs) : comment les différents niveaux de méthylation (mono, di et tri-méthylation) de H3H9 et H3K27 sont-ils établis dans les cellules et comment les KMT des H3K9 et H3K27 co-régulent-elles les changements de destin cellulaire. Nous essayons de disséquer la composition, les mécanismes, la cinétique d’action de ces KMTs et le dialogue entre ces deux mécanismes épigénétiques majeurs. Décrypter les mécanismes moléculaires dans les cellules souches lors des modifications du lineage cellulaire, plus spécifiquement la différenciation terminale, est un des objectifs fondamentaux de la médecine moderne. La capacité de modifier un état cellulaire est une approche prometteuse pour la médecine régénérative. Les résultats attendus vont accroitre nos connaissances sur les mécanismes gouvernant les modifications de la chromatine au cours de la reprogrammation cellulaire, utilisé comme outil en thérapie cellulaire.

Approches expérimentales : Nous combinons les approches gain et perte de fonction, pan-génomiques (ChIP-seq, RNA-seq) et protéomiques (TAP-tag, spectrométrie de masse) pour étudier les KMTs au niveau moléculaire et cellulaire. Nous utilisons principalement les cellules souches embryonnaires de souris et les modèles de différenciation myogénique (in vitro, ex vivo et in vivo en collaboration).



PROJETS ACTUELS

– Identification globale des cibles génomiques des KMT de H3K9 et leurs mécanismes de ciblage

Afin de mieux éludicer la coopération entre les différentes KMT, nous essayons d’identifier des cibles génomiques communes, avec un intérêt particulier pour les gènes régulant l’équilibre prolifération/différenciation. Pour cela, nous utilisons la technique d’Immunoprécipitation de Chromatine coulée à un séquençage de l’ADN à haut débit (ChIP-Seq) ciblant les KMT dans des en prolifération ou différenciées. Nous effectuons également des tests transcriptomiques (RNA-Seq, Affymetrix) dans des conditions de gain ou perte de fonction de différentes KMTs. Nous cherchons enfin à comprendre comment les KMT étudiées sont ciblées vers leurs gènes cibles.



– Le rôle des modifications post–traductionnelles des KMTs de H3K9

Nous étudions les événements de trans-méthylation des KMTs de H3K9 et leurs rôles fonctionnels. Par conséquent, nous allons tester si les interactions entre les différentes KMTs sont dépendantes de leurs propres méthylations sur lysines, et de leurs motifs de liaison aux lysines méthylées (Chromodoamine, Tudor, Ankyrin…).

– Régulation épigénétique des cellules souches musculaires : coopération entre le complexe Polycomb (PcG), qui méthyle H3K27, et les KMTs de H3K9

Nous essayons de disséquer la composition, les mécanismes, les cibles et les cinétiques d’action des KMTs H3K9, ainsi que leur lien avec la méthylation H3K27 par le complexe PRC2, pendant la transition prolifération/différenciation. Nous étudions la façon dont ces voies épigénétiques agissent ensemble pour éteindre des gènes, de la sortie du cycle cellulaire aux cellules différenciées. Nous allons aussi identifier les facteurs grâce auxquels ces machineries sont co-recrutées sur des cibles génomiques communes.

– Le cas de la KMT SETDB1

Nous avons découvert récemment que SETDB1 joue un rôle essentiel dans la régulation des cellules satellites musculaires adultes (MuSCs). Curieusement, SETDB1 présente à la fois une localisation nucléaire et cytoplasmique qui est modulée pendant la différenciation musculaire par la voie canonique Wnt. Nous proposons que la voie canonique Wnt est nécessaire pour l’établissement et le maintien de l’identité des MuSCs via le contrôle de l’épigénome par SETDB1. Par conséquent, nous examinons les mécanismes de translocation noyau/cytoplasme pendant la différenciation cellulaire terminale et les conséquences au niveau épigénétique. Nous essayons de caractériser les substrats non histones de SETDB1 au cours de la différenciation terminale, notamment dans le cytoplasme.



SOURCES DE FINANCEMENT