Régulation de l’expression génique (II)

Sujet de recherche : Le role du co-activateur transcriptionel Mediator dans les rafales transcriptionnelles (« bursting »)


Résumé du projet

Mediator est un coactivateur transcriptionnel universel. Il est recruté aux « enhancers » par des facteurs de transcription et permet la communication entre les «enhancers» et leurs promoteurs cibles. La façon dont cette communication est établie n’est pas entièrement comprise, mais il est généralement accepté que Mediator lié à l’«enhancer»  atteint physiquement le promoteur (probablement via un mécanisme de boucle) et stabilise le complexe de pré-initiation de la transcription (PIC) formé par l’ARN polymérase II (RNAPII) et d'autres facteurs de transcription généraux. Ce modèle soulève toutefois un problème: la stabilisation du PIC ne conduirait à une activation de la transcription que si la formation du PIC était l’étape limitante; cependant, cela n’est pas le cas pour la plupart des gènes chez les métazoaires. Dans ce projet, nous émettons l'hypothèse que Mediator régule la transcription en contrôlant les rafales transcriptionnelles.


Des expériences d'hybridation in situ par fluorescence d'ARN à résolution de molécules uniques et d'imagerie en direct ont révélé que la transcription se produisait par rafales («bursts»). Au cours d'une rafale (état «actif»), plusieurs événements d'initiation conduisent à des convois de RNAPII transcrivant activement le gène, alors qu'entre les rafales (état «inactif»), le gène est gardé silencieux. Des travaux récents ont montré que les stimuli cellulaires entraînaient une augmentation du nombre d'initiatives en rafale, mais non une augmentation du taux de recrutement de la polymérase au sein des rafales. Ceci suggère que la transcription est principalement régulée en modulant la durée pendant laquelle un gène est à l'état «actif» plutôt qu'en régulant les différentes étapes de la transcription (formation du PIC, initiation, pause, élongation) au sein d'une rafale. De plus, l'utilisation de RNA-seq allèle-spécifique à partir de cellules uniques a récemment montré que l'expression génique spécifique du type cellulaire est principalement régulée par la fréquence de rafales et qu'elle est médiée par des «enhancers». Sur la base de ces données, nous émettons l'hypothèse que Mediator (qui médie son effet à partir des « enhancers ») contrôle, du moins en partie, l'expression des gènes en régulant la fréquence des rafales. En d’autres termes, Mediator favorise la transition de l’état «inactif» à l’état «actif», offrant ainsi au gène cible plus d’occasions de produire des transcripts, plutôt que d’avoir un impact directement sur les différentes étapes de la transcription.


Afin de tester la manière dont Mediator régule la cinétique des rafales transcriptionnelles, nous effectuerons des expériences de RNA-seq allèle-spécifique à partir de cellules uniques sur des fibroblastes de souris dérivés de croisements CAST/EiJ x C56BL/6J, dans des conditions WT et de « knockdown » de Mediator. Les polymorphismes entre les bagages génétiques des deux souris permettent de déterminer l'expression de chaque allèle indépendamment dans des cellules uniques. En modélisant la distribution de l'expression des deux allèles à l'aide du modèle de transcription à deux états, des paramètres de rafale (fréquence et taille de rafale) peuvent être déduits de ces mesures. Le «knockdown» de Mediator sera effectué via une stratégie utilisant un «degron» inductible, rendue possible par l’édition du génome via CRISPR/Cas9. Combinées à d’autres essais de génomique, ces expériences nous permettront d’établir un rôle pour Mediator dans les rafales transcriptionnelles et de disséquer les mécanismes impliqués.


Sommaire des responsabilités

Ce projet associe l'utilisation de technologies de pointe en génomique fonctionnelle, en édition de génomes et en déplétion de protéines. L'étudiant / le postdoctorant sera responsable de l'exécution et de l'analyse de la grande majorité des expériences du projet et sera assisté au cours de sa formation par le Dr Robert et des membres expérimentés du laboratoire. L'IRCM compte plusieurs laboratoires principaux dotés d'une expertise qui améliorera l'expérience de formation du candidat.


Publications récentes sélectionnées

  • Jeronimo C, Robert F. The Mediator Complex: At the Nexus of RNA Polymerase II Transcription. Trends Cell Biol. 2017 Oct;27(10):765-783.
  • Jeronimo C, Langelier M-F, Bataille AR, Pascal JM, Pugh BF, Robert F. (2016) Tail and Kinase modules differently regulate core Mediator recruitment and function in vivo. Mol Cell. 2016 Nov 3;64(3):455-466. doi: 10.1016/j.molcel.2016.09.002. Epub 2016 Oct 20.
  • Jeronimo C, Robert F. Kin28 regulates the transient association of Mediator with core promoters. Nat Struct Mol Biol. 2014 May;21(5):449-55.

 

Qualifications requises

Nous sommes à la recherche d’individus motivés avec un intérêt particulier pour la compréhension des mécanismes moléculaires. Des compétences en biologie moléculaire et/ou en biochimie sont essentielles. Une certaine base en informatique et/ou en statistiques constitue un atout, bien que non-essentielle. Seuls les candidats avec un fort dossier académique seront considérés.
Début : Dès que possible.


Comment postuler

Envoyez votre candidature par courriel à:
François Robert
francois.robert@ircm.qc.ca
 

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