Description

Des avancées majeures ont permis de mieux comprendre comment les programmes transcriptionnels spécifiques des cellules cancéreuses sont régulés, l’épigénétique jouant un rôle central dans l’identité et la mémoire cellulaires. Cependant, ces dernières années, une nouvelle couche de régulation post-transcriptionnelle s’est imposée : l’épissage alternatif. Ce processus, qui consiste à inclure/exclure des exons (ou retenir des introns) lors de la maturation du pré-ARNm, génère une grande diversité d’ARNm et donc de protéines. Il concerne plus de 90% des gènes humains et peut être si spécifique d’un état cellulaire qu’il s’avère parfois plus informatif que l’expression génique pour identifier les patientes atteintes de cancer du sein au plus mauvais pronostic (1). En effet, les gènes différentiellement exprimés et différentiellement épissés se recouvrent rarement, l’épissage alternatif représente donc une couche fonctionnelle complémentaire pouvant ouvrir de nouvelles pistes thérapeutiques.
Afin d’identifier des variants d’épissage spécifiques du cancer susceptibles de réduire l’agressivité tumorale, nous nous concentrons sur la transition épithélio-mésenchymateuse (EMT), au cours de laquelle une cellule épithéliale acquiert motilité, plasticité et capacités invasives, favorisant la métastase (2). L’EMT dépend de changements coordonnés de la chromatine et de l’épissage de gènes clés (3,4). Nous avons montré que cibler des marques d’histones différentiellement enrichies sur des exons régulés pendant l’EMT est nécessaire et suffisant pour induire des changements d’épissage associés à l'EMT (4,5). Or, l’EMT n’est pas binaire mais progressive, et ce sont souvent les états intermédiaires qui présentent la plus forte agressivité en contexte tumoral, posant la question quels sont les événements d’épissage critiques à cibler, leur fonction, et leur régulation pour limiter l’invasivité.
Dans ce projet, nous aborderons ces questions via des approches multi-omiques. En exploitant des données d’épigénomiques et de transcriptomiques (lectures courtes et lectures longues de troisième génération) au cours de la progression de l’EMT dans des cellules humaines MCF10A, ainsi que de lignées cellulaires et de patients du sein, vessie, prostate issus de CCLE et TCGA, nous viserons à : (i) définir une signature d’épissage pan-cancer caractéristique de tumeurs agressives de type EMT ; (ii) prédire l’impact des isoformes pro-métastatiques sur la stabilité, la structure et la localisation des protéines (AlphaFold, tappAS (6), dynamique moléculaire via GROMACS; (iii) tester l’existence d’une coordination d’exons co-inclus/co-exclus au sein d’une même molécule d’ARN, potentiellement guidée par l’organisation de la chromatine (7), et en évaluer les conséquences fonctionnelles ; (iv) identifier des régulateurs communs, avec un focus sur les marques d’histones dans le contrôle de l’épissage (4,5). Ce travail permettra d’identifier des événements d’épissage clés associés à des phénotypes pro-métastatiques et de proposer de meilleures cibles pour réduire métastases et rechutes (8).

Compétences requises

- Master ou équivalent - Très motivé(e) - Avec une formation en analyses transcriptomiques et épigénomiques - une connaissance en analyse structurelle des protéines serait un plus. - Curieux(se) (lit la bibliographie) - Esprit d'initiative (ingénieux(se)) - Autonome - Polyvalent(e)

Bibliographie

1. Villemin...Luco. A cell-to-patient machine learning transfer approach uncovers novel basal-like breast cancer prognostic markers amongst alternative splice variants. BMC Biology 19, 70 (2021).
2. Thiery, J. P., Acloque, H., Huang, R. Y. & Nieto, M. A. Epithelial-mesenchymal transitions in development and disease. Cell 139, 871–90 (2009).
3. Sahu...Luco & Tiwari. A complex epigenome-splicing crosstalk governs epithelial-to-mesenchymal transition in metastasis and brain development. Nat Cell Biol 24, 1265–1277 (2022).
4. Segelle...Luco. Histone marks regulate the epithelial-to-mesenchymal transition via alternative splicing. Cell Reports 38, (2022).
5. Gonzalez...Luco. A lncRNA regulates alternative splicing via establishment of a splicing-specific chromatin signature. Nat Struct Mol Biol 22, 370–6 (2015).
6. de la Fuente, L. et al. tappAS: a comprehensive computational framework for the analysis of the functional impact of differential splicing. Genome Biology 21, 119 (2020).
7. Moreau, K., Espie-Caullet, T., Pivron, T. & Luco, R. F. When the cell needs to respond to the environment: A chromatin-splicing love affair. Cell Reports 44, (2025).
8. Núñez-Álvarez...Luco. A CRISPR-dCas13 RNA-editing tool to study alternative splicing. Nucleic Acids Res 52, 11926–11939 (2024).

Mots clés

epissage alternatif, long-reads RNA-seq, machine learning, AlphaFold-TappAS-GROMACS, epigénomique, transition epithelo-mesenchymateuse