CE12 - Génétique, génomique et ARN

Naissance et Activation d'un cluster de piARN – BiopiC

Résumé de soumission

Les éléments transposables (ET) constituent plus de la moitié de notre génome et induisent des dommages à l’ADN quand ils sont actifs. Un système immunitaire adaptatif qui protège le génome contre ces menaces agit dans la lignée germinale en mettant en action de petits ARN non-codants, les piRNAs, qui ciblent les ETs par complémentarité de séquences et les réprime au niveau transcriptionnel et post-transcriptionnel. Les piRNAs sont produits par des loci appelés «piRNAs cluster», composés de fragments d’ET enchevêtrés qui constituent la mémoire de cette immunité. L’objectif global de ce projet est de comprendre comment ce système de défense du génome émerge, évolue et s'adapte à de nouvelles invasions d’ET, sans provoquer une réponse “auto-immunitaire” contre ses propres gènes.
Basé sur les résultats obtenus au cours d’un précédent projet ANR, notre hypothèse principale est que des loci spécifiques du génome comme les clusters d’ARN de transfert (tDNA) et les régions subtélomériques des chromosomes jouent un rôle majeur dans la genèse et l’adaptabilité de ce système de défense à court et long terme. Nous nous focaliserons sur l’ovogenèse de la drosophile, en particulier sur l’une de ses périodes dont nous avons précédemment découvert l’importance pour le contrôle des TE, la «pilp» (piwiless pocket).

Un premier objectif est de tester si les tDNA et les régions subtélomériques des chromosomes peuvent induire la formation de piRNA clusters en favorisant des insertions multiples d’ET dans leur voisinage.
Un second objectif est d’identifier les facteurs agissant en cis et trans nécéssaires à l’activation de ces piRNA clusters naissant ou dormant. En particulier, nous analyserons les piRNAs hérités maternellement et leur implication dans le démarrage et la maintenance de l’activité des piRNA clusters. D’autres part, une Histone DéMéthylase (HDM), dont nous avons récemment découvert le rôle de maintenance de l’état inactif ou dormant de piRNA clusters, sera caractérisée en détails, notamment par des approches omiques. Enfin, nous disposons d’un outil unique nous permettant d’activer ou d’inactiver un piRNA cluster. Nous testerons la présence de méthylation des transcrits primaires de piRNA et chercherons à l’associer à l’activité des clusters de piRNAs correspondant, comme le suggèrent nos résultats préliminaires.

Notre projet est à la fois ambitieux et original. Au cours des 10 dernières années, de nombreuses études ont cherché à décrire la biogenèse des piRNAs et leur fonction dans la répression des ET. Ici, nous proposons plutôt d’étudier, au niveau génomique, la genèse, l’activation et la régulation des piRNA clusters, en tant que “système immunitaire adaptatif” assurant une défense contre les ET.

Notre partenariat s’est constitué grâce à l’ANR “PlasTiSiPi” (2013) et a permis la publication de 20 articles de recherche et de synthèses dans des journaux de fort impact. Son succès est dû à la complémentarité d’expertises et compétences de nos laboratoires dans les domaines de la génétique, épigénétique, biologie cellulaire et développement, au développement d’outils bioinformatiques adaptés à nos recherches, ainsi qu’à nos réunions fréquentes entre partenaires. La diversité de nos approches complémentaires et nos liens étroits tissés de longue date nous permettent de proposer un projet intégré. Nous faisons partie des pionniers du domaine et les outils générés au cours de notre projet ANR précédent nous donnent un avantage compétitif.
La défense contre les ET et l’adaptation à des stress extérieurs sont des problèmes qui se posent à presque tous les organismes. Ainsi nos résultats bénéficierons à la recherche fondamentale comme à la médecine de la reproduction et la cancérologie.

Coordination du projet

Clément CARRÉ (Institut de biologie Paris-Seine)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

IBPS Institut de biologie Paris-Seine
CIRB Centre interdisciplinaire de recherche en biologie
GReD Génétique Reproduction et Développement
ARTbio Christophe Antoniewski

Aide de l'ANR 644 974 euros
Début et durée du projet scientifique : janvier 2022 - 48 Mois

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