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Recherche

CR-Team

L’équipe de Claire Rougeulle étudie la fonction des longs ARN non-codants (lncRNAs) dans le contrôle des programmes d’expression génique, au niveau des cellules souches et lors de la différenciation et du développement. Nous examinons également la contribution de ces lncRNAs à la plasticité des processus épigénétiques dans l’évolution. Notre groupe se concentre sur l’inactivation du chromosome X chez les mammifères, paradigme des régulations épigénétiques faisant intervenir des lncRNAs, et dont les mécanismes de régulation sous-jacents varient entre les espèces.

Notre recherche vise également à appréhender l’implication des lncRNAs dans des contextes pathologiques.
Nous combinons des modèles cellulaires et animaux aux dernières technologies d’ingénierie des génomes afin d’étudier, ex vivo et in vivo, la fonction de lncRNAs dans diverses espèces. Nous utilisons en particulier des cellules souches pluripotentes murines et humaines et leurs dérivés différenciés. Notre stratégie expérimentale associe des approches moléculaires classiques et des études transcriptomiques et  épigénomiques à grande échelle à l’analyse de la cellule unique.

Mots Clés :   ARN non codants ; Inactivation du chromosome X ; Cellules souches; Développement; Epigénétique


Thématique de recherche

Les ARN non-codants (lncRNAs) forment une classe spéciale de transcrits: ils constituent une fraction importante du transcriptome des organismes complexes tels que les vertébrés mais sont par ailleurs soumis à une faible pression de sélection au cours de l’évolution. Ils jouent des rôles importants dans divers processus cellulaires, et l’expression anormale de lncRNAs est fréquemment associée à des pathologies, notamment des cancers ainsi que des troubles du développement neurologique et des maladies psychiatriques.
Notre question principale est de comprendre comment les lncRNAs régulent l’expression des gènes et contribuent à définir l’identité cellulaire, dans des contextes physiologiques et pathologiques. Nos projets intègrent également des analyses multi-espèces afin d’appréhender la part que prennent les lncRNAs à la plasticité des régulations épigénétiques dans l’évolution. Nous étudions l’inactivation du chromosome X comme l’un des exemples les plus frappants de processus épigénétiques impliquant des lncRNAs.
L’inactivation du X est un processus fascinant qui implique le traitement différentiel de deux chromosomes homologues dans un même noyau. L’inactivation du X est finement régulée au cours du développement embryonnaire et est liée à l’état cellulaire et en particulier à la différenciation; Alors que l’inactivation, une fois mise en place, est maintenue de manière stable au cours des divisions cellulaires, une instabilité de l’état inactif du chromosome X est observée dans divers contextes peu différenciés, notamment dans les cellules souches pluripotentes humaines et dans certains cancers. En outre, des variations au niveau des mécanismes sous-jacents existent entre les différentes espèces de mammifères et la question se pose de savoir dans quelle mesure les lncRNAs contribuent à cette variation.

CR-XIC

 

 

 

 

Carte de la région contrôlant l’inactivation du X chez la souris et chez l’humain. Les gènes produisant des ARNs non-codants sont indiqués en bleu

 

 

Nos principaux objectifs sont :

– Identifier et caractériser les lncRNAs qui contrôlent l’inactivation du chromosome X chez la souris et l’homme
– Sonder comment les lncRNAs contribuent à la variation des stratégies d’inactivation du X entre espèces
– Aborder le lien entre lncRNAs, pluripotence, différenciation et développement
– Etudier, à une plus grande échelle, la contribution de lncRNAs et d’altérations épigénétiques à des états pathologiques

Nos projets:

Etude des lncRNAs contrôlant l’inactivation de l’X chez la souris
L’inactivation du X chez les mammifères euthériens est déclenchée par l’accumulation de l’ARN non-codant XIST sur l’un des deux chromosomes X chez les individus de sexe féminin. Décrypter le réseau qui contrôle l’expression mono-allélique de XIST au cours du  développement est donc essentiel pour comprendre comment l’inactivation du X est mise en place et régulée. Notre laboratoire a participé à l’identification de facteurs transcriptionnels et chromatiniens assurant la répression XIST puis son activation lors du développement chez la souris. Plusieurs autres gènes non-codants situés dans le voisinage de XIST, au sein d’une région appelée centre d’inactivation du X, contribuent également à la régulation de XIST et de l’inactivation du X. Nous nous concentrons sur FTX, un locus complexe produisant de multiples isoformes d’ARN non-codants. Il est le seul gène du centre d’inactivation à inclure des micro-ARNs. Nous nous interrogeons sur le rôle de FTX dans l’inactivation du X et dans la différenciation en combinant des approches in vivo et ex vivo.

CR- engineering tools

Principe des analyses fonctionnelles par ingéniérie CRISPR/Cas9

Régulation de l’inactivation du X chez l’homme, et contribution des lncRNAs à la variation de stratégies d’inactivation entre espèces
Bien que l’inactivation du X ait lieu chez tous les mammifères, les stratégies employées affichent des variations importantes entre espèces. Nos recherches se concentrent sur les différences d’inactivation du X entre la souris et l’humain et plus généralement sur les mécanismes de régulation du processus chez l’homme, en utilisant comme système modèle les cellules souches embryonnaires humaines. Nous avons identifié XACT, un lncRNA spécifique à l’humain qui possède la propriété unique de recouvrir les chromosomes X actifs dans des contextes pluripotents, et dont nous étudions la fonction. Nous cherchons également à déterminer si des lncRNAs conservés, tel que FTX, ont une fonction similaire dans les différentes espèces.

CR-FISH
Analyse par RNA-FISH de l’expression d’ARN non-codants dans des cellules souches embryonnaires humaines

LncRNAs et contextes pathologiques
Notre équipe s’intéresse  également à la contribution potentielle des lncRNAs à certaines pathologies, notamment les cancers. Nous abordons cette question à la fois par le biais de l’inactivation du X et l’étude de gènes candidats ainsi que par des approches globales.

CR-bio info

Analyses transcriptomiques et épigénomiques à grande échelle


Financements :

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