Séminaire externe - Albert Tsai, Centre de Recherche en Biologie Cellulaire de Montpellier

Invité par Roland Le Borgne, Albert Tsai présentera ses travaux sur l'organisation nucléaire de la transcription dans l'embryon de drosophile.

Façonner le noyau pour une robustesse transcriptionnelle et développementale

Des motifs spatiotemporels précis des facteurs de transcription (FT) régulent les gènes essentiels au développement embryonnaire, guidant les cellules vers une différenciation et l’adoption de destins spécifiques. Par exemple, le facteur de transcription à homéoboîte Ultrabithorax (Ubx) détermine l’identité des segments corporels le long de l’axe antéro-postérieur. L’un de ses gènes cibles, shavenbaby (svb), oriente les cellules ectodermiques vers un destin de trichomes. Pourtant, les enhancers de svb interagissent avec Ubx via des sites de liaison de faible affinité, et des observations en imagerie in vivo chez l’embryon révèlent que les interactions Ubx-ADN durent en moyenne seulement quelques secondes.
Comment, malgré ces interactions moléculaires stochastiques et transitoires, les FT peuvent-ils induire de manière fiable l’expression génique nécessaire à la détermination du destin cellulaire ?
En utilisant la microscopie à super-résolution, nous avons montré que les sites de transcription de svb se situent dans des sous-régions nucléaires enrichies en Ubx, ainsi qu’en cofacteurs transcriptionnels spécifiques et en modifications épigénétiques. Les gènes régulés par Ubx peuvent co-localiser dans ce même microenvironnement, améliorant ainsi la robustesse de la transcription et du développement phénotypique, même en conditions de stress. Au cours de l’embryogenèse, la distribution des FT devient progressivement plus hétérogène et groupée, favorisant la formation de microenvironnements localisés de FT aux stades tardifs du développement.
Comprendre comment les FT et la chromatine coordonnent spatialement des interactions moléculaires stochastiques et transitoires en signaux régulateurs précis et persistants permettra de décrypter comment les eucaryotes multicellulaires organisent leur noyau pour façonner leur développement.

Albert Tsai dirige une équipe au CRBM de Montpellier étudiant l'organisation nucléaire de la transcription dans l'embryon de drosophile, en combinant génétique avancée, microscopie haute résolution et physique statistique pour comprendre la formation et les propriétés des microenvironnements cellulaires régulant l'expression génétique.
Son groupe de recherche étudie comment l’organisation spatiale de la transcription au sein du noyau conduit à une robustesse régulatrice chez les embryons. Ils utilisent la microscopie de fluorescence à haute et super-résolution chez des embryons de Drosophila melanogaster pour explorer la formation et les propriétés des microenvironnements transcriptionnels autour des gènes du développement. L’objectif est de comprendre comment ces microenvironnements organisent les interactions moléculaires pour favoriser une expression génique efficace et robuste.

Contact : Roland Le Borgne