Bruit et robustesse dans les programmes transcriptionnels qui spécifient et maintiennent l’identité neuronale chez C. elegans – NoisyFate

Une grande diversité de neurones est générée au cours du développement et leur identité est par la suite maintenue tout au long de la vie de l’animal. Ce processus est régulé par des facteurs de transcription terminaux qui sont initialement activés dans les neurones postmitotiques nouvellement générés et qui régulent des batteries de gènes de différenciation terminaux responsables de la fonction spécifique des neurones. Ces facteurs de transcription terminaux régulent positivement leur propre expression assurant ainsi le maintien de l’identité des neurones tout au long de la vie de l’animal. Cependant des expériences récentes en cellules uniques ont montré que l’expression des gènes est souvent bruitée, présentant une forte variabilité stochastique. Comment l’identité spécifique d’un neurone peut-elle être établie au cours du développement puis maintenue tout au long de la vie de l’animal de manière fiable malgré cette variabilité dans l’expression des gènes ?

Afin d’aborder cette question nous allons utiliser comme système modèle une classe spécifique d’interneurones de C. elegans, dont le réseau de spécification et différenciation est bien caractérisé. Nous allons combiner des méthodes récentes d’ingénierie du génome et des techniques d’imagerie quantitatives afin d’analyser la variabilité dans les composants du réseau et ses conséquences fonctionnelles in vivo à une résolution de cellules uniques.

Nous allons en particulier (i) analyser le bruit dans le programme transcriptionnel qui maintient l’identité neuronale et sa modulation par des facteurs chromatiniens ; (ii) mesurer la variabilité dans le programme transcriptionnel qui initie l’identité neuronale et sa régulation par la redondance ; (iii) développer une nouvelle méthode pour faciliter la quantification de l’activité transcriptionnelle in vivo.

Via l’utilisation d’imagerie quantitative in vivo à une résolution de cellules uniques, l’ambition de ce projet est d’apporter un nouvel éclairage sur le bruit qui affecte le développement des neurones et les mécanismes qui modulent cette variabilité.