Inférance de réseaux métaboliques à partir de données transcriptomiques : une nouvelle stratégie pour comprendre le contrôle du destin cellulaire par le métabolisme dans l'épiblaste – METAGRiN

Les données transcriptomiques ont permis des avancées significatives dans la compréhension des transitions de destin cellulaire durant le développement humain. Cependant, un défi majeur reste l'inférence des fonctions biologiques à partir de ces données. Nous développons une approche pour utiliser les données transcriptomiques des cellules souches pluripotentes humaines dans divers états (préparé, étendu, naïf) afin d'inférer des réseaux métaboliques pour les cellules souches et les embryons humains. Dans une étude préliminaire (manuscrit en préparation), nous mettons en évidence l'importance de pondérer les gènes les plus utilisés dans le réseau métabolique pour identifier les caractéristiques métaboliques clés des populations de cellules souches.
Nous avons trois objectifs principaux. Le premier est de comparer les réseaux métaboliques dérivés des données transcriptomiques et protéomiques, en évaluant leur robustesse à l'aide de données humaines et de macaques cynomolgus. Le second objectif consiste à développer un cadre intégrant les réseaux de régulation génétique (GRN) dans l'inférence des réseaux métaboliques. Cela impliquera l'analyse des données scRNA-seq pour identifier des gènes clés, suivie de l'inférence des GRN avec un algorithme intégrant des connaissances préalables sur la régulation des gènes. Grâce à ces GRN, nous identifierons les voies métaboliques actives et prédirons l'impact des perturbations génétiques sur le métabolisme. Le troisième objectif est de valider les réseaux métaboliques en perturbant les réactions métaboliques dans les états de cellules souches pluripotentes humaines et de cynomolgus.
Globalement, notre projet capitalise sur l'expertise en biologie des cellules souches de cynomolgus et humaines, la modélisation de réseaux métaboliques et l'inférence par scRNA-seq des réseaux de régulation du destin cellulaire pour faire progresser la biologie du développement.