dynamique de la chromatine lors de la gliogénèse chez la drosophile – CHROMAGLI

Pendant le développement d’un organisme, la différentiation des types cellulaires distincts est sous le contrôle de facteurs de transcriptions appelés déterminants du destin cellulaire. Ces facteurs agissent sur les gènes nécessaires à la progression de la différentiation, qui est accompagnée d’un remodelage de la chromatine. La régulation des gènes et le remodelage de la chromatine ont été étudiés indépendamment dans divers systèmes, cependant leur interdépendance est mal comprise.
Nous proposons d’étudier comment le programme de différentiation module la conformation de la chromatine lors de la gliogénèse dans l’embryon de drosophile. Dans le système nerveux de la drosophile, la glie et les neurones sont produits par un précurseur commun. Ainsi, aux premiers stades développementaux, glie et neurones partagent le même profil de condensation de la chromatine. Ce profil chromatique est progressivement modifié pour adopter la conformation nécessaire aux fonctions respectives de ces deux types cellulaires. Ce modèle constitue une plateforme idéale pour comprendre les mécanismes responsables de l’acquisition de profils de chromatine distincts.
Notre laboratoire a caractérisé le programme de différentiation de la glie dans l’embryon de drosophile. Nos travaux précédents ont notamment révélé le rôle du déterminant du destin cellulaire Gcm dans la gliogénèse. Nous avons également montré que Gcm a un impact sur la conformation de la chromatine, qu’il interagit avec l’histone acétyl-transférase CBP, et qu’il régule l’expression de plusieurs protéines modifiant la chromatine. Ces résultats indiquent par quels biais le programme de différentiation gliale peut agir sur la conformation de la chromatine. Cependant, plusieurs limitations techniques nous ont empêchés jusqu’à présent de caractériser ce phénomène, actif dans un nombre limité de cellules au sein de l’organisme. Nous avons récemment développé un protocole nous permettant de trier des cellules spécifiques dans l’embryon et implémenté dans le laboratoire une nouvelle méthode de ChIP adaptée à un nombre de cellule restreint.
En utilisant ces avancées techniques récentes, ce projet permettra de caractériser les voies moléculaires régulant la dynamique de la chromatine pendant le développement du système nerveux. Dans un premier temps, une série d’expériences in vitro et in vivo déterminera l’impact de Gcm et de CBP sur la chromatine et sur la différentiation gliale. Nous identifierons les modifications d’histones présentes sur les loci ciblés par le complexe Gcm/CBP, dans un modèle cellulaire et dans l’embryon, en utilisant des technologies de séquençage haut-débit de dernière génération. Cette première partie positionnera CBP et le rôle des marques épigénétiques spécifiques dans le programme de différentiation gliale. Dans un deuxième temps, nous déchiffrerons les rôles de 5 protéines modifiant la chromatine, potentiellement régulées par le complexe Gcm/CBP dans le système nerveux embryonnaire. Nous déterminerons leurs positions dans la voie de régulation de la gliogénèse et leur impact sur la conformation de la chromatine in vitro et in vivo. Cette deuxième partie révèlera le mécanisme, initié par Gcm/CBP, qui conduit à la modulation de la chromatine pendant le développement de la glie.
A son terme, ce projet élargira notre compréhension de la dynamique de la chromatine lors de la gliogénèse et établira un lien clair entre le programme développemental et la modification de la chromatine. De plus, étant donnée la conservation de la plupart des voies moléculaires entre la drosophile et les mammifères, ce projet mettra en évidence les mécanismes fondamentaux contrôlant le développement du système nerveux mammifère et fournira une approche expérimentale pour les caractériser dans d’autres modèles. Enfin, la caractérisation de ces mécanismes pourra révéler de nouvelles facettes dans l’étiologie des maladies neurologiques.