Description du sujet de thèse

Dans la lutte contre le cancer, les métastases et la résistance au traitement sont les deux principales limitations auxquelles les cliniciens sont confrontés. Il a récemment été proposé que les cellules initiatrices de métastases proviennent d'une sous-population de cellules tumorales précoces qui présentent un phénotype invasif et plus plastique grâce à une transition épithéliale-mésenchymateuse (TEM), un système de reprogrammation cellulaire impliqué dans le développement précoce, la cicatrisation et la progression tumorale. Il a été vu que la TEM n'est pas seulement régulée par les gènes exprimés, mais aussi par la manière dont ces transcrits sont processés par l'épissage alternatif. L'équipe de Reini Luco, de l'Unité intégrité du génome, ARN et cancer de l'Institut Curie (INSB), a montré que de nombreuses variantes d'épissage liées à l'augmentation de la migration cellulaire et de l'invasion pendant la TEM, telles que FGFR2 et CTNND1, sont en fait régulées par des marques histones spécifiques, comme H3K27ac. En recherchant les mécanismes de régulation liant ces marques d'histones aux changements d'épissage pendant la TEM, l'équipe a découvert que ces exons étaient enrichis en structures secondaires riches en guanine à quatre brins, appelées G quadruplexes (G4).

Les G4 sont impliqués dans des processus biologiques cruciaux tels que l'expression génique, la maintenance des télomères, la réplication, la régulation épigénétique, la traduction et très récemment même l'épissage. En effet, plusieurs facteurs d'épissage, tels que hnRNPF/H, RBM25 et SRSF1, ont été montrés pour réguler l'épissage en se liant aux G4 d'ARN. De plus, des analyses bioinformatiques récentes combinées à des minigènes expérimentaux ont identifié chez les mammifères ~40 000 motifs G4 dans les 100 nt de la jonction d'épissage. Ces résultats suggèrent que la régulation de l'épissage médiée par les G4 est plus répandue que prévu initialement. Enfin, étant donné que le repliement des G4 peut être contrôlé par des facteurs externes, l'utilisation de modulateurs chimiques ouvre une nouvelle voie pour modifier l'épissage dans les cellules cancéreuses à des fins thérapeutiques.

En collaboration avec l'équipe de Daniela Verga de l'Unité de Chimie et Modélisation pour la Biologie du Cancer (INC), nous visons donc à clarifier le rôle des G4 d'ADN et d'ARN dans la régulation de l'épissage des gènes clés pour la reprogrammation de la TEM, dans le but final d'identifier de nouvelles cibles moléculaires pour le développement de nouveaux traitements visant à inhiber la TEM et donc l'invasion cellulaire et les métastases. Dans le cadre de cet objectif, des méthodes biophysiques bien établies et des outils chimiques innovants pour le marquage des G4, conçus et établis par Daniela Verga, seront utilisés pour identifier et cibler correctement ces séquences structurelles importantes. Nous prédirons d'abord in silico et in vitro, en utilisant des méthodes biophysiques à haut débit, les séquences G4 autour des exons épissés de manière différentielle. Nous confirmerons ensuite la présence in vivo de ces G4 et établirons s'il s'agit de séquences G4 d'ADN ou d'ARN en utilisant des ligands G4 photo-activables pour l'immunoprécipitation chimique des G4 (Chem-IP-seq). Enfin, pour comprendre l'impact biologique et les mécanismes moléculaires sous-jacents, les G4 liés aux exons de différents gènes clés pour la TEM seront ciblés pour évaluer l'impact sur l'épissage, l'organisation de la chromatine et la TEM elle-même. Alors que les partenaires protéiques liés à ces séquences seront identifiés par des expériences de pull-down de G4 régulatrices pour une caractérisation mécanistique.

Contexte de travail

L'étudiant(e) sera en co-direction avec les équipes de Reini Luco (Unité RNA et Cancer) et Daniela Verga (Unité de Chimie) à l'Institut Curie à Orsay. Ceci permettra à l'étudiant(e) de profiter des équipements et savoir-faire des deux unités dans un contexte pluridisciplinaire où des connaissances dans les deux domaines de la chimie et la biologie seront acquis. De plus, l'étudiant(e) aura accès à toutes les plateformes de l'Institut Curie dans une ambiance dynamique et très internationale avec beaucoup d'interactions avec des chercheurs d'élite dans tous les domaines de la recherche. Le projet vient d'être financé par le CNRS avec un contrat doctoral et un budget pour du fonctionnement pendant trois ans. Les équipes de Reini Luco et Daniela Verga sont deux jeunes équipes bien placées dans leur unité.

Contraintes et risques

Aucun