Thèse Etude des Mécanismes de Régulation Post-Transcriptionnelle par l'Enzyme Épigénétique Ten-Eleven Translocation dans le Système Nerveux Central H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Clermont Auvergne École doctorale : Sciences de la Vie, Santé, Agronomie, Environnement Laboratoire de recherche : Génétique, Reproduction et Développement UMR 1103 UMR 6293 Direction de la thèse : LAURENCE VANDEL ORCID 0000000236922942 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-06-01T23:59:59 Le développement du système nerveux central (SNC) nécessite une régulation fine de l'expression du génome pour assurer le déploiement du programme génique spécifique à chaque type de cellule nerveuse. Un premier niveau de régulation est exercé par des régulateurs de la transcription, telles que les enzymes épigénétiques de la famille Ten-Eleven Translocation (TET), qui contrôlent le développement du SNC dans différentes espèces et dont une altération de la fonction peut entrainer des maladies neurodéveloppementales ou des cancers. Chez les vertébrés, ces enzymes sont bien connues pour leur rôle de régulateur de la transcription via l'oxydation et la déméthylation de l'ADN. Cependant, ces protéines ont aussi des modes d'action alternatifs mal caractérisés qui peuvent être indépendants de leur activité enzymatique et/ou passer par des processus post-transcriptionnels. Un enjeu important pour développer des thérapies contre les pathologies associées à une altération des protéines TET est de décrypter leurs différents modes d'action et notamment ces mécanismes non-canoniques.
Dans ce cadre, l'utilisation de la Drosophile offre une opportunité unique pour étudier les fonctions de TET indépendantes de son rôle dans l'oxydation et/ou la déméthylation de l'ADN car cet organisme ne possède pas la machinerie de méthylation de l'ADN, mais code néanmoins une enzyme TET conservée, essentielle à son développement. Nos travaux montrent que TET contrôle le développement du SNC de la Drosophile en partie en promouvant la transcription de certains gènes de façon catalytique indépendante (Gilbert et al. 2024). Cependant, nos résultats indiquent également que TET aurait des fonctions catalytiques-dépendantes et agirait au niveau post-transcriptionnel dans ce tissu. Notamment, TET pourrait réguler l'épissage des ARN, en interagissant avec la protéine Syncrip/hnRNPQ, une protéine nucléo-cytoplasmique conservée qui contrôle différentes étapes du métabolisme des ARN (épissage, transport, stabilité & traduction). De plus, dans un modèle de Drosophile de cancer des cellules souches nerveuses, nos données suggèrent que TET agit comme suppresseur de tumeur et qu'une des isoformes de TET se relocalise dans le cytoplasme des cellules souches neurales transformées.
Ici, nous proposons donc de caractériser le rôle de TET dans le contrôle post-transcriptionnel de l'expression des gènes au sein du SNC de la Drosophile. Pour cela, le/la candidat(e) combinera des approches génétiques et moléculaires visant à définir les cibles ARN de TET ainsi que son impact sur leur expression et le destin des progéniteurs neuraux. En particulier, nous caractériserons l'impact de TET sur la diversité des transcrits exprimés dans le SNC et en particulier les variants d'épissage en employant des expériences de séquençage long-read des ARN en différents contextes mutants pour Tet. D'autre part, nous chercherons à identifier par RIP-seq les cibles ARN de TET dans le SNC en condition normale ou tumorale. En parallèle, nous développerons une approche combinant la technique HyperTRIBE et un ciblage par Nanobodies pour identifier les cibles ARN de TET spécifiquement dans les cellules souches nerveuses normales ou cancéreuses. Une étude fonctionnelle de certaines cibles de TET sera ensuite menée en s'appuyant sur les nombreux outils disponibles chez la Drosophile.
La réalisation de ce projet permettra de caractériser un mode d'action non-canonique des protéines TET encore très peu étudié et difficile à étudier chez les vertébrés. Ces résultats permettront non seulement d'ouvrir de nouvelles pistes pour le traitement des pathologies associées à une dérégulation des enzymes de la famille TET, mais aussi de mieux comprendre les mécanismes de régulation de l'expression du génome mis en oeuvre dans le développement normal ou pathologique du SNC.
Régulation de l'expression du génome. Mécanismes moléculaires d'action de TET sur le plan épigénétique et épitranscriptomique.

Un niveau clé de régulation de l'expression génique est exercé par les enzymes épigénétiques qui vont modifier l'ADN ou la chromatine. Ainsi, les enzymes de la famille Ten-Eleven Translocation (TET) font l'objet de nombreux travaux car elles sont capables d'oxyder les Cytosines méthylées (5mC) de l'ADN, une marque épigénétique qui joue un rôle important dans l'expression et le maintien de la stabilité des génomes eucaryotes. En oxydant les 5mC, les enzymes TET modifient le profil épigénétique des cellules influençant ainsi leur destin. Ces enzymes, qui sont conservées au cours de l'évolution des métazoaires, jouent un rôle essentiel dans le bon développement de nombreux tissus et chez l'Homme elles sont mutées dans différentes pathologies dont des cancers du sang et des maladies neuro-développementales. Étonnamment, le génome de la Drosophile et d'autres insectes possèdent un gène Tet, mais ne codent pas pour les enzymes qui posent la marque de méthylation sur l'ADN. Cet organisme modèle constitue donc un système idéal pour étudier les mécanismes moléculaires d'action dits « non-canoniques » des enzymes TET, c'est-à-dire qui ne passent pas par l'oxydation des 5mC sur l'ADN. Les travaux réalisés dans notre équipe ont permis de montrer que TET pouvait activer la transcription de ses gènes cibles indépendamment de son activité enzymatique en interagissant avec PRC1, un sous-complexe de Polycomb. Néanmoins, nos données montrent que TET a aussi des fonctions catalytiques-dépendantes, qui pourraient passer par l'oxydation d'autres substrats dont les m5C sur les ARN. De plus, différents résultats suggèrent que les enzymes TET pourraient réguler l'expression du génome non-seulement au niveau transcriptionnel, mais aussi au niveau post-transcriptionnel. L'objectif de ce projet est de décrypter les modes d'actions non-canoniques de TET dans les SNC en s'appuyant sur la Drosophile comme organisme modèle. Nos résultats montrent que TET contrôle l'expression du génome dans le SNC de la Drosophile à la fois par des mécanismes catalytiques-dépendants et indépendants et agirait aussi au niveau post-transcriptionnel (Gilbert et al. 2024). Dans le prolongement de ces travaux, le/la candidat(e)utilisera une combinaison d'approches génétiques et moléculaires pour définir le rôle de TET dans le développement normal du SNC ainsi que dans un modèle tumoral, en se concentrant sur l'identification des ARN cibles de TET et son rôle dans la régulation post-transcriptionnelle de l'expression du génome.

Gilbert et al., (2024) Drosophila TET acts with PRC1 to activate gene expression independently of its catalytic activity. Science Advances (2024), doi :10.1126/sciadv.adn5861
Les approches utilisées sont variées: séquençage à haut débit « classique », séquençage « long reads », RIP-seq, analyses des données avec le bioinformaticien de l'équipe, génétique de la drosophile (pertes et gain de fonction de gènes), imagerie confocale, biochimie...

Le candidat doit être motivé par la recherche, intéressé, curieux et avoir le sens du travail en équipe.
Un intérêt pour les mécanismes de régulation de l'expression génique et des domaines de l'épigénétique/transcriptomique serait un plus.