Réseau de régulation et élément LINE-1 : impact global des éléments transposables récents sur l'activité génique chez les Mammifères – ImpacTE

Dans ce but, nous combinerons des avancées technologiques récentes, telles que modifications de l'(épi)génome in cellula et in vivo, crible génétiques et capture de chromatine par CRISPR, séquençages à lectures ultra-longues, et cartographie des rétrotransposons, tout en tirant avantage de l’expertise reconnue des deux partenaires en biologie et analyse bioinformatique des transposons, génétique de la souris et épigénétique.

Les premiers mois du projet ont permis de mettre en place les outils et d'obtenir le matériel biologique pour réaliser le projet.

Ce projet a le potentiel d’identifier des insertions qui altèrent l’expression génique de façon spécifique du type cellulaire, du tissu ou du stade de développement, et par quels mécanismes ces effets sont médiés. En étudiant deux représentants mammifères, humain et murin, et en variant les échelles de la cellule à l'organisme entier, nous accéderons aux principes universels et spécifiques de l’impact des L1s sur la régulation des génomes mammifères. Notre travail permettra de prédire de façon rationnelle l'impact de milliers de copies de rétrotransposons identifiées dans des projets de séquençage, et d'étendre notre compréhension de leur rôle dans l’évolution des réseaux de régulation génique et de nouvelle fonctions protéiques chez les Mammifères.

Billon V, Cristofari G. Nascent RNA m6A methylation at the heart of the gene- retrotransposon conflict. Cell Res. 2021 Jun 9.

Lanciano S, Cristofari G. Measuring and interpreting transposable element expression. Nat Rev Genet. 2020 Dec;21(12):721-736.

Les séquences d’ADN répété constituent près de la moitié des génomes humain et murin. La plupart d’entre elles sont des vestiges dégénérés d’anciens éléments génétiques mobiles. Cependant, un petit groupe d’éléments transposables récents du point de vue évolutif, en particulier ceux appartenant à la famille des rétrotransposons de type LINE-1 (L1), contribuent à la plasticité des génomes contemporains des Mammifères et à la diversité génétique entre individus. Leur insertion à de nouvelles positions génomiques fournit de multiples séquences d’ADN cis-régulatrices, et peut attirer voire influencer l’évolution de complexes chromatiniens ou d'autres facteurs cellulaires. Parce que la grande majorité des L1s récents sont localisés en dehors des exons, prédire leur impact sur l'expression des gènes, la structure de leur transcrits et leur fonction reste difficile. Pourtant, au vu du nombre croissant d’exemples qui lient les éléments L1s à la régulation de processus développementaux normaux mais aussi à l’apparition de maladies, comprendre comment les L1s influencent la régulation des gènes à l’échelle globale du génome représente une question primordiale.

Ici, nous proposons de tester dans quelle mesure les plus jeunes familles de rétrotransposons L1, L1-HS et L1-A, trouvées chez l'Homme et la souris, respectivement, peuvent influencer l'expression génique à l'échelle du génome. Plus précisément, à travers le programme ImpacTE, nous explorerons l'impact de leur 1) séquence, 2) transcription et 3) état chromatinien sur la régulation génique. Ces questions seront abordées à l’échelle du génome plutôt qu’au cas par cas. Dans ce but, nous combinerons des avancées technologiques récentes, telles que modifications de l'(épi)génome in cellula et in vivo, crible génétiques et capture de chromatine par CRISPR, séquençages à lectures ultra-longues, et cartographie des rétrotransposons, tout en tirant avantage de l’expertise reconnue des deux partenaires en biologie et analyse bioinformatique des transposons, génétique de la souris et épigénétique. Ce projet a le potentiel d’identifier des insertions qui altèrent l’expression génique de façon spécifique du type cellulaire, du tissu ou du stade de développement, et par quels mécanismes ces effets sont médiés. En étudiant deux représentants mammifères, humain et murin, et en variant les échelles de la cellule à l'organisme entier, nous accéderons aux principes universels et spécifiques de l’impact des L1s sur la régulation des génomes mammifères. Notre travail permettra de prédire de façon rationnelle l'impact de milliers de copies de rétrotransposons identifiées dans des projets de séquençage, et d'étendre notre compréhension de leur rôle dans l’évolution des réseaux de régulation génique et de nouvelle fonctions protéiques chez les Mammifères.