Un verrou sur l'activité du facteur des cellules T : de la conformation du complexe protéique à ses impacts biologiques sur la lèvre rhombique supérieure du cervelet – LockOnURL

Le cervelet est essentiel chez tous les vertébrés à mâchoires pour le contrôle moteur et les fonctions cognitives. Les neurones cérébelleux proviennent principalement de deux niches germinatives : la zone ventriculaire et la lèvre rhombique supérieure (URL), un tissu spécialisé ayant des propriétés de niche pour les cellules souches neurales (NSC). Des études récentes ont révélé l'architecture de la lèvre rhombique humaine (RL) et comment des défauts dans son développement sont associés à divers syndromes humains. Ces découvertes remettent en question la vision centrée sur les rongeurs du développement de la RL, soulignant la nécessité de nouveaux modèles expérimentaux et une meilleure compréhension des voies et des gènes régissant les trajectoires de l'URL.
Les facteurs T (TCF) sont des facteurs de transcription (TF) essentiels de la voie Wnt. L'activité des TCF et l'expression des gènes proneuraux Hairy et Enhancer of Split (Hes/Hey) sont des marqueurs clés de l'auto-renouvellement des NSC. L'activité des TCF et les transcrits Hes/Hey ont été détectés dans l'URL chez plusieurs espèces, mais leurs rôles et leurs interactions régulatrices dans la RL cérébelleuse humaine restent largement inconnus.
Nos recherches montrent que les amphibiens sont un modèle pertinent pour étudier le développement de l'URL chez les vertébrés. Nous avons aussi découvert que les TF BARHL inhibent l'activité des TCF et influencent les décisions de destin cellulaire dans l'URL, probablement via des interactions avec les TCF, Groucho(GRO)/TLE et les HES.
LockOnURL adopte une approche transdisciplinaire et multi-échelle combinant la biologie computationnelle, l'intelligence artificielle, les multi-omiques, la bioinformatique, la biologie moléculaire, la biochimie et la biologie du développement, allant des embryons de Xenopus aux organoïdes humains. L'objectif est de caractériser le réseau interactif TCF/TLE/BARHL/HES, en examinant sa structure 3D et son impact transcriptionnel sur la biologie de l'URL cérébelleuse
Les objectifs de LockOnURL sont :
1. Identifier et valider les surfaces d'interaction et les déterminants de spécificité des protéines TCF, Gro/TLE, BARHL et HES, et développer un algorithme d'apprentissage profond pour prédire les interactions entre protéines désordonnées.
2. Définir les profils transcriptomiques et les trajectoires d'expression génique pendant la neurogenèse précoce chez les amphibiens à l'aide de techniques multi-omiques, y compris le séquençage de noyaux uniques (SN) et l'Assay for Transposase-Accessible Chromatin (ATAC), et les comparer aux mammifères.
3. Examiner comment l'altération de l'activité des TCF impacte la différenciation cellulaire et la progression dans l'URL/EGL.
4. Étudier l'activité des TCF dans les organoïdes cérébelleux humain et évaluer les effets de l'activation ou de l'inhibition des TCF sur le destin cellulaire de l'URL
LockOnURL documentera les structures, les stœchiométries, les modifications post-traductionnelles et les partenaires d'interaction potentiels du réseau interactif TCF/TLE/BARHL/HES. Un outil computationnel sera aussi mis en place pour prédire les interactions entre protéines désordonnées.
LockOnURL suivra les trajectoires cellulaires et les réseaux régulateurs de gènes dans le développement cérébelleux des amphibiens, tout en menant une comparaison inter-espèces des trajectoires de l'URL. LockOnURL vise à établir un modèle robuste pour étudier les changements développementaux nuisibles dans le développement précoce du cervelet.
LockOnURL fournira des informations inédites sur le rôle de la signalisation TCF dans le développement cérébelleux. Le projet offrira également des informations sur les hiérarchies de développement dans la RL humaine, mettant en lumière les processus dérégulés dans les cellules cancéreuses et offrant des pistes pour des approches thérapeutiques potentielles.