Analyse des états de transition lors de la reprogrammation directe naturelle, au niveau de cellules uniques – CellPath

Comment les cellules passent-elles d'une identité à l'autre? Ces transitions sont-elles progressives ou plutôt abruptes? Les états de transition sont-ils comparables entre les reprogrammations naturelles et induites? Pour répondre à ces questions, il faut cartographier les états cellulaires entre 2 identités et les relier au destin des cellules. Nous proposons d'examiner les états de transition au cours de la reprogrammation dans l'espace transcriptomique. Nous utilisons deux modèles physiologiques intégrés in vivo, chacun présentant des avantages uniques. Chez C. elegans nous pouvons interroger la reprogrammation naturelle d’une cellule unique. Cette capacité inégalée d'isoler la même cellule dans chaque animal permet aussi de contourner l'hétérogénéité inhérente aux populations de cellules purifiées à partir de tissus. Cette hétérogénéité ajoute du bruit aux trajectoires cellulaires reconstituées à partir des données «single cell» et floute les états de transition entre deux identités. Grâce à son développement rapide, le ver permet de suivre le processus minute par minute. Nous utiliserons, de plus un système in vivo de reprogrammation neuronale induite, dans un modèle de souris épileptiques. Cela nous permettra d'évaluer à la fois la trajectoire de reprogrammation, et notre capacité à générer des neurones fonctionnels. En comparant les trajectoires de reprogrammation dans ces deux systèmes, nous analyserons les principes communs et identifierons des facteurs clés pour chaque transition. À cette fin, nous développerons de nouvelles approches de séquençage de l'ARN entier et mettrons en place des pipelines de bio-informatique afin de modéliser l'activité des gènes, en mettant l'accent sur l'architecture des réseaux de facteurs de transcription qui sous-tendent chaque transition cellulaire. Enfin, nous testerons in vivo les nœuds critiques du réseau qui nous permettent de manipuler l'identité cellulaire.