– YEASTDROPLETS

Le corps humain est constitué de 1013 à 1014 cellules, et certains processus biologiques fondamentaux comme la différentiation cellulaire, la réponse immunitaire, l'identité de nos enfants ou l'apparition de cancers sont issus d'une ou d'un très faible nombre de cellules. Il est donc essentiel de comprendre les lois probabilistes de ces évènements rares. Or notre connaissance actuelle de la biologie s'appuie principalement sur des dosages biochimiques d'échantillons constitués d'une multitude de cellules, qui ne fournissent aucune description statistique des cellules individuelles. Plusieurs études des 5 dernières années ont découvert quelques règles relatives aux variations aléatoires inter-cellules, principalement au niveau de la régulation de l'expression de gènes rapporteurs. Ce type de recherche est confronté à la difficulté technologique de suivre un grand nombre de cellules vivantes dans le temps. Nous proposons d'étudier les variations cellule-à-cellule au delà de la régulation de gènes rapporteurs, en suivant un processus biologique intégré et complexe: la division cellulaire. Pour cela, nous proposons le développement et l'utilisation d'une technologie nouvelle qui est basée sur l'émulsion de goutelettes mises en circulation dans des canneaux microfluidiques. Des cellules individuelles de levure seront encapsulées dans des microgouttes de milieu de culture dans lesquelles elles se diviseront. Les gouttelettes seront filmées régulièrement afin de déterminer le temps de génération (achèvement de la production d'une deuxième cellule). Ce protocole expérimental devrait nous permettre de mesurer environ 10 000 divisions en 2 heures, ce qui permettra une analyse génétique systématique du 'bruit' du temps de génération (variabilité aléatoire d'une division à une autre). Nous mesurerons ainsi ce bruit dans un grand nombre de souches S. cerevisiae distantes et nous mènerons deux approches de génétique quantitative pour identifier les gènes tamponnant ce bruit. Une collection de souches qui ont déjà été génotypées à haute résolution sera utilisée pour une étude génétique d'association, et une paire de souches particulières sera croisée pour identifier des régulateurs génétiques (Quantitative Trait Loci) du bruit sur le génome. Il s'agit d'un projet collaboratif entre un laboratoire de génétique quantitative de levure (partenaire 1) qui a déjà obtenu des résultats montrant que les variations génétiques naturelles peuvent influencer le niveau de bruit, et un laboratoire de physique/chimie (partenaire 2) qui a déjà développé certains modules de la plateforme technologique. Nous sommes convaincus que cette étude aura un fort retentissement car elle abordera une question fondamentale sur la prédisposition génétique aux caractères complexes comme les maladies fréquentes, et parce que la technologie développée pourra s'étendre à d'autres applications. ...