Coloration » du stage : bio-informatique

Encadrant : Christophe Beclin (équipe Harold Cremer, IBDM)

Descriptif du projet :

Notre laboratoire étudie les mécanismes moléculaires controlant la neurogensèse. Notre modèle d’étude est la neurogenèse du bulbe olfactif de la souris. Ce système est remarquable en ce sens qu’il perdure tout au long de la vie et qu’il genère des neurones présentant un haut degré de variabilité. Depuis quelques années nous utilisons ce système pour comprendre dans le détail le rôle des micro-ARNs (miRNAs) au cours de la neurogenèse.

De nombreux travaux (dont le notre) ont montré que les miRNAs régulent le développement du cerveau et les fonctions cérebrales (de Chevigny et al. 2012, Beclin et al. 2016). Ils régulent la détermination phénotypique et la prolifération des cellules souche neurales, la migration des neuroblastes et l’integration synaptique des jeunes neurones. De plus, la stabilité et la plasticité des synapses sont controlées localement par l’intéraction entre certains miRNAs et leurs mRNA cibles.

L’analyse de l’expression et de la fonction des miRNAs est rendue difficile par leur petite taille, le haut degré d’homologie entre miRNAs et par le fait que certains miRNAs sont confinés à des compartiment cellulaires spécifiques, comme les synapses. De plus, seuls 40% des molécules de miRNA dans une cellule sont inclus dans un complexe RISC et participent donc à l’inhibition d’un ARN messager (mRNA) cible alors que les autres miRNAs sont considérés comme silencieux. Ainsi, pouvoir distinguer les miRNA « actif » versus « inactif » est important pour l’analyse fonctionnelle des miRNAs.

Notre laboratoire vient de recevoir un financement ANR international (projet « microRNact » entre des équipes Françaises et Allemandes) pour mettre au point un outil moléculaire permettant d’isoler les miRNAs actifs d’un tissus et d’étudier la dynamique d’association des miRNAs avec leur cible moléculaire. Cet outil est basé sur la récente identification par nos collaborateurs allemands (Hauptmann et al. 2015) d’un peptide, T6B dérivé de la protéine TNRC6B, qui permet d’immunoprécipiter les protéines argonautes et les miRNAs qui leur sont liés (nous considérons dans le texte ces miRNAs liés à Argonaute comme étant les miRNAs actifs). Afin de générer des données d’expression des miRNAs actifs au cours du processus de différentiation neuronale des progéniteurs de la svz en neurone mature du bulbe olfactif, nous exprimons transitoirement ce peptide par electroporation in vivo de la svz des souris nouveau-nés (Boutin et al. 2008). Ensuite, à différents temps après électroporation, nous immunoprécipitons les miRNAs puis envoyons ces échantillons de miRNAs chez notre partenaire allemand pour qu’ils soient analysés par séquençage haut-débit. Nous espérons pouvoir générer une représentation dynamique des miRNAs actifs aux différentes étapes de la différentiation neuronale. De plus comme le phénotype des neurones bulbaires générés après la naissance dépend de la localisation de la cellule souche dans la svz, cette approche expérimentale va aussi nous permettre, en ciblant par électroporation certaines régions spécifiques de la svz, d’identifier les miRNAs actifs lors de la détermination du phénotype neuronal.

Le projet proposé pour ce stage consiste à réaliser l’analyse bio-informatique des données de séquençage haut-débit. De plus, ces données d’expression des miRNAs pourront être croisées avec les données d’expression des mRNAs que nous avons préalablement générées dans le même système et en utilisant une approche expérimentale similaire. Enfin si le stagiaire souhaite réaliser du travail « de paillasse », il pourra aussi valider expérimentalement les données d’expression et vérifier la fonctionnalité de certaines associations potentielles entre des miRNAs actifs et certaines cibles moléculaires prédites.

L’encadrement du stagiaire sera réalisé par Christophe Béclin assisté de Bianca Habermann (responsable d’une équipe de l’IBDM spécialisée en bio-informatique).