Identification de signatures génétiques de la diversification de cellules musculaires en utilisant les approches génomiques cellule-spécifiques chez la Drosophile – ID-CELL-SPE

Les connaissances actuelles du contrôle génétique de la diversification cellulaire au cours du développement sont basées sur les études fonctionnelles des gènes individuels ainsi que sur les analyses génomiques effectuées sur l'ensemble de cellules d'un organisme à un stade du développement donné. Ce type d’approches comporte des limitations et ne permet pas à accéder aux réseaux de gènes impliqués dans l'acquisition de propriétés individuelles de cellules. Faisant ce constat, pour avancer dans la compréhension du contrôle génétique de la diversification cellulaire, il est indispensable de mettre en place des nouvelles techniques permettant les analyses à l’échelle génomiques au niveau de sous-populations de cellules. Il est également important d’utiliser un modèle simple adapté aux analyses d’identité cellulaire. Dans ce projet nous proposons d’appliquer une série de nouveaux outils, récemment générés et testés au laboratoire (pilotes muscle-spécifiques, approches "TRAP" et "BatchChIP"), permettant ciblages de cellules in vivo et les analyses génomiques cellule-spécifiques dans un modèle simple, la Drosophile. Nous les utiliserons pour identifier les génes réalisateurs qui contrôlent l’acquisition des propriétés uniques de différents sous-populations de muscles et de cellules souches de muscle chez l’embryon de la Drosophile. Système musculaire de l’embryon de la Drosophile représente un modèle de choix pour étudier la diversification de cellules. Chaque hemiségment embryonnaire comporte trente muscles différents et six cellules souche de muscle (AMPs), facile à identifier et à suivre au cours du développement. Chaque muscle se distingue par sa taille, position, attachement et innervation. Plusieurs études, dont celles de notre laboratoire, (Junion et al., 2007, Bataillé et al., 2010 ; commenter dans de Joussineau et al., 2012 sous presse) ont permis à identifier les facteurs clefs de la spécification de différents types de muscles. Ces études ont révélé une complexité du code de gènes réalisateurs d’identité cellulaire et au même temps la nécessité de la mise en place des approches génomiques ciblant les sous-populations des muscles pour avoir une vision plus globale et plus complète de processus.
En conséquence notre projet est focalisé sur trois objectives majeures :
i) effectuer les analyses transcriptomiques cellule-spécifiques en appliquant la technique "TRAP" et en isolant les ARN associés aux polysomes-taggés dans les sous-populations de muscles et dans les cellules souche de muscle de Drosophile ; classifier les gènes candidats pour définir les signatures spécifiques aux différents sous-types musculaires ;
ii) effectuer immunoprécipitation de la chromatine cellule-spécifique en appliquant approche "BatchChIP" ; identifier les cibles directes de facteurs identiteur (Slou, Lb) dans les sous-populations de muscles et de Twist dans les cellules AMP.
iii) analyser l'expression et les fonctions de gènes candidats et en particulier les cibles commun de "BatchChIP" et de "TRAP" en utilisant les senseurs GFP spécifiques pour les muscles et les cellules souches analysés et les approches d’imagerie confocale en temps réel ; construire un réseaux génique avec les gènes réalisateurs, responsables de la mise en place de propriétés individuelles de muscles Slou et Lb positives et de cellules AMP (Twi positives).
Nous estimons que les résultats de ce projet permettront à découvrir les réseaux géniques responsables de la mise en place de propriétés individuelles de muscles telles que les programmes de fusion, attachement ou innervation, mais également une logique du contrôle génétique de la diversification cellulaire en général.
Puisque les myopathies affectent de manière distincte les différents types de muscles ou affecte uniquement un sous-type de muscles nous espérons que notre étude permettra d’identifier les gènes qui sont à la base de la sensitivité différentielle de muscles dans les conditions pathologiques.