Compréhension de l’impact de la variation cellulaire sur l'organisation tridimensionnelle du génome à l’aide de nouvelles technologies 3C basées sur le séquençage Nanopore. – Nanopore 4 3D-Genome

Ci-dessous, le résumé de mon projet ERC-StG, traduit en français:

Pour mieux comprendre les mécanismes de la transcription et de la régulation des gènes, il est nécessaire de disséquer les implications essentielles de l'organisation tridimensionnelle (3D) du génome dans ces processus. Notre connaissance actuelle de l'organisation 3D est incomplète car les technologies disponibles fournissent des données incompatibles. Les technologies basées sur la 3C à haute résolution (Chromosome Conformation Capture) montrent des organisations 3D bien définies, alors que les expériences de microscopie en cellules uniques révèlent des grandes variations entre cellules. Ainsi, pour mieux comprendre les fonctions de l'organisation 3D, il est essentiel de développer de nouvelles technologies capables de combler l'écart entre ces résultats.

Dans ce projet, je vise à développer deux nouvelles technologies pour étudier la variabilité dans l'organisation 3D au niveau des cellules individuelles à une résolution sans précédent. Chacune combinera les approches 3C avec le séquençage Nanopore ainsi qu’une amélioration de la préparation des banques de séquençage. Une expérience Nanopore 3C-seq quantifiera la variabilité de l'organisation 3D à certains lieux génomiques définis sur plusieurs milliers de cellules individuelles. Une expérience Nanopore Hi-C déterminera de façon exhaustive les interactions génomiques complètes à haute résolution dans les cellules individuelles.

Ces technologies sont prévues d’être utilisées pour faire progresser la compréhension de la variabilité entre cellules dans l'organisation du génome 3D et ainsi déterminer comment cette variation peut influencer la fonction cellulaire. Pour la première fois, la variation naturelle de l'organisation du génome 3D sera déterminée à ultra-haute résolution. De plus, l'importance des structures 3D spécifiques dans la stabilisation de l'organisation du génome 3D sera établie, en mettant l'accent sur le rôle des « Topological Associated Domains » (« TADs », Domaines Associés Topologiques). Une application de diagnostic pour déterminer l'hétérogénéité des cancers du sein sera développée en utilisant Nanopore 3C-seq pour quantifier la fréquence de remodelage en 3D.

Ensemble, les données générées par Nanopore 3C-seq et Nanopore Hi-C devraient révolutionner notre compréhension de la variabilité naturelle du génome 3D entre cellules et la façon dont les structures 3D définies peuvent influencer les processus de transcription et de régulation des gènes.