Le rôle de l'héritage épigénétique et de l'architecture 3D du génome dans la régulation de l'état cellulaire et le cancer 
(Titre traduit. Cette conférence aura lieu en anglais.)

Giacomo Cavalli, PhD
Chef d’équipe
Institut de génétique humaine (IGH)
Centre national de la recherche scientifique (CNRS) 
Montpellier, France

L'hôte de cette conférence est Jacques Drouin, PhD Cette conférence s’inscrit dans le calendrier 2023-2024 des conférences IRCM.

À propos de cette conférence
Les composants épigénétiques régulent de nombreux phénomènes biologiques au cours du développement et de la physiologie normale. Lorsqu’ils sont déréglés, ces composants peuvent également accompagner ou provoquer des maladies. Une des principales classes de composants épigénétiques est celle des protéines du groupe Polycomb. Initialement, les protéines Polycomb ont été identifiées comme des régulateurs de la répression de l’expression génique.

Nous avons découvert que cette fonction implique la régulation du repliement tridimensionnel des chromosomes. Nous avons également montré que les composants Polycomb peuvent induire la formation d’interactions à longue distance, ou boucles de chromatine, qui peuvent jouer un rôle instructif dans la régulation des gènes, tout en servant d’éléments de structure contribuant à la spécificité des interactions entre les amplificateurs (enhancers) et les promoteurs. La perturbation des composants Polycomb est impliquée dans le cancer humain et mène à la tumorigenèse chez la mouche. De manière surprenante, même après une déplétion transitoire suivie du rétablissement complet du système Polycomb, les cellules épithéliales perdent leur statut de différenciation, continuent de proliférer et forment des tumeurs agressives, démontrant ainsi qu’un cancer peut avoir une origine entièrement épigénétique. L’étude des perturbations de la chromatine dans des cellules souches embryonnaires murines (ES) et des gastruloïdes montre que ces systèmes peuvent enregistrer les modifications de la chromatine, ce qui se traduit par une mémoire cellulaire des états de perturbation. Les implications de ces résultats seront discutées.

À propos de Giacomo Cavalli 
Giacomo Cavalli a étudié la biologie à l’Université de Parme. En 1991, il a rejoint l’École polytechnique fédérale de Zurich (ETH Zürich) pour effectuer son doctorat, où il a poursuivi des travaux de recherche sur la structure et la fonction de la chromatine chez la levure avec Fritz Thoma et Theo Koller. En 1995, il a effectué un postdoctorat dans le laboratoire du Prof. Renato Paro à l’Université de Heidelberg. En décembre 1998, il s’est installé à l’IGH à Montpellier, en France, pour y fonder un laboratoire junior, où il travaille depuis. Giacomo Cavalli a apporté des contributions majeures au domaine de l’épigénétique. En utilisant la mouche à fruit Drosophila melanogaster, il a découvert que l’héritabilité épigénétique de nouveaux phénotypes pouvait se produire indépendamment de toute modification de la séquence d’ADN. Son laboratoire a également montré que l’organisation tridimensionnelle des chromosomes dans le noyau cellulaire est un trait héréditaire jouant un rôle clé dans la régulation des gènes. Le laboratoire Cavalli a identifié des domaines structuraux tridimensionnels des chromosomes appelés domaines d’association topologique ou TADs (Topologically Associating Domains). Enfin, le laboratoire Cavalli a démontré que le cancer peut être initié par des mécanismes purement épigénétiques, à la suite d’un appauvrissement transitoire des composants Polycomb et en l’absence de mutations génétiques initiatrices. Giacomo Cavalli est l’auteur de 150 publications, citées plus de 24 000 fois. Il a reçu de nombreuses distinctions, dont l’élection à l’EMBO, la médaille d’argent du CNRS, le prix de la Fondation Allianz, le Grand Prix 2020 de la Fondation pour la Recherche Médicale, le Prix Griffuel 2025 pour la recherche sur le cancer de la Fondation ARC, ainsi que trois bourses Advanced Investigator du Conseil européen de la recherche (ERC). En 2022, il a été élu membre de l’Académie des sciences française et il figure parmi les chercheurs les plus cités au monde selon Clarivate Analytics (ISI Highly Cited Researcher). Il a dirigé le département Dynamique du Génome de l’IGH de 2007 à 2010, puis l’IGH de 2011 à 2014. Il a organisé de grandes conférences scientifiques internationales et siège à plusieurs comités éditoriaux d’instituts et de revues scientifiques.

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