SINGLE CREST: Mosaïque cellulaire et crête neurale: impact sur la transition épithélium-mésenchyme. – SingleCrest

La transition e´pithe´lium-me´senchyme (EMT) est un processus essentiel du de´veloppement, de la cicatrisation et des pathologies (fibrose, cancer), active´e par une poigne´e de facteurs de transcription (EMT-TFs) contro^lant adhe´rence et motilite´ cellulaires. Bien que de nombreuses e´tudes aient explore´ les proprie´te´s de chacun de ces facteurs pris se´pare´ment, les connaissances actuelles de ces processus laissent des questions fondamentales totalement ouvertes, que ce soit au cours du de´veloppement ou du cancer [1]. Ce projet s'inte´resse a` la dynamique spatiotemporelle de co-activation de ces facteurs et a` l'importance fonctionnelle de ces co-expressions pour l'accomplissement de la TEM et la migration des cellules. Nos questions sont: les EMT-TFs sont-il co-active´s dans une cellule donne´e a` un temps donne´? Existe-t-il des caracte´ristiques pre´cises d'expression de ces facteurs, une combinatoire et une dynamique, relie´es a` des e´tats cellulaires pre´cis, ou bien y a-t-il une part de stochasticite´ dans l'activation spatio- temporelle de ces facteurs dans un tissu donne´? Quand ils sont co-active´s, coope`rent-ils mole´culairement dans la me^me cellule pour, par exemple, activer des modalite´s diffe´rentes d'EMT? En combinant biologie cellulaire, embryologie mole´culaire et bioinformatique, ce projet explore l'EMT de la cellule unique au tissu, en utilisant la cre^te neurale (CN), un mode`le classique d'EMT manipulable par de nombreuses approches expe´rimentales in vivo et ex-vivo. Nous de´crirons la dynamique de co-expression des EMT-TFs et de leurs re´gulateurs in vivo, en explorant les transcriptomes de cellules uniques et par des techniques d'hybridation in situ multiplexe. Cette partie produira la premie`re cartographie de co-expression des EMT-TFs in vivo. Nous repousserons les limites de certaines approches actuelles (profondeur limite´e des transcriptomes de cellules uniques, difficulte´s a` de´tecter fiablement des he´te´roge´ne´ite´s géniques..) en de´veloppant de nouveaux jeux de donne´es (meilleure profondeur de se´quenc¸age, ciblage des cellules de la CN) et des nouveaux algorithmes avec deux partenaires spe´cialise´s du domaine "single cell transcriptomics", L. Peshkin (Partenaire 3, Harvard Medical School, Dept Systems Biology, [2]) et I. Adameyko (Partenaire 4, U. Vienna [3]). Nous utiliserons des approches d'hybridation in situ quantitatives (a` l'e´chelle de la cellule unique et de la mole´cule unique) avec T. Walter (Mines ParisTech, collaborateur externe [4]), pour produire une cartographie quantitative au cours du de´veloppement de la cre^te neurale. Pour comprendre l'impact fonctionnel de la coope´ration des EMT- TFs, nous manipulerons le re´seau ge´nique de l'EMT et sa re´gulation avec une suite d'outils mole´culaires de´die´s, afin d'analyser les parame`tres fins de l'EMT et de la migration de la CN in vivo et in vitro. A.H. Monsoro-Burq (Coordinateur, Partenaire 1, I. Curie, U. Paris Saclay, [5, 6]) et E. The´veneau (Partenaire 2, U. Toulouse, [7, 8]) de´velopperont une analyse inte´gre´e des aspects de´veloppementaux et cellulaires des conse´quences fonctionnelles des co-expressions des EMT-TFs. Notre projet apportera une vision nouvelle du contro^le et des modalite´s de la transition e´pithe´lium- me´senchyme, impactant largement les connaissances dans le contexte normal ou pathologique de ce processus cellulaire et tissulaire complexe.
[1] Stemmler et al, Nat.Cell.Biol 2019; 10.1038/s41556-018-0196-y
[2] Briggs et al., Science 2018, 10.1126/science.aar5780
[3] Soldatov et al., Science 2019; DOI:10.1126/science.aas9536
[4] Tsanov et al., Nucl Ac.Res.2016;10.1093/nar/gkw784
[5] Plouhinec et al., PLOS Biology 2017; DOI:10.1371/journal.pbio.2004045.
[6] Scerbo and Monsoro-Burq 2020; Science Advances, DOI: 10.1126/sciadv.aaz1469
[7] Bajanca et al., Nature Communications 2019; DOI:10.1038/s41467-019-09548-5
[8] Yang et al, Nat Rev Mol Cell Biol. 2020, DOI: 10.1038/s41580-020-0237-9.