Etude des mécanismes de régulation post-transcriptionnelle par l'enzyme épigénétique Ten-Eleven Translocation dans le système nerveux central // Analyses of the post-transcriptional mechanisms of regulation by the epigenetic enzyme Ten-Eleven Translocatio

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 œuvre dans le développement normal ou pathologique du SNC.
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The development of the central nervous system (CNS) requires precise regulation of genome expression to ensure the deployment of the gene program specific to each type of neural cell. A first level of regulation is exerted by transcriptional regulators, such as epigenetic enzymes of the Ten-Eleven Translocation (TET) family, which control CNS development in different species and whose altered function can lead to neurodevelopmental diseases or cancers. In vertebrates, these enzymes are well known for their role in transcriptional regulation through the oxidation and demethylation of DNA. However, these proteins also have alternative modes of action that remain poorly characterized and may be independent of their enzymatic activity and/or involve post-transcriptional processes. An important challenge for developing therapies against pathologies associated with altered TET protein function is therefore to decipher their different modes of action, particularly these non-canonical mechanisms.

In this context, the use of Drosophila provides a unique opportunity to study TET functions that are independent of its role in DNA oxidation and/or demethylation, since this organism lacks the DNA methylation machinery but nevertheless encodes a conserved TET enzyme that is essential for its development. Our work shows that TET controls CNS development in Drosophila in part by promoting the transcription of certain genes in a catalysis-independent manner (Gilbert et al., 2024). However, our results also indicate that TET may have catalysis-dependent functions and may act at the post-transcriptional level in this tissue. In particular, TET may regulate RNA splicing by interacting with the protein Syncrip/hnRNPQ, a conserved nucleo-cytoplasmic protein that controls different steps of RNA metabolism (splicing, transport, stability, and translation). In addition, in a Drosophila model of neural stem cell cancer, our data suggest that TET acts as a tumor suppressor and that one of its isoforms relocalizes to the cytoplasm of transformed neural stem cells.

Here, we propose to characterize the role of TET in the post-transcriptional control of gene expression within the Drosophila CNS. To achieve this, the candidate will combine genetic and molecular approaches aimed at defining the RNA targets of TET as well as its impact on their expression and on the fate of neural progenitors. In particular, we will characterize the impact of TET on the diversity of transcripts expressed in the CNS, especially splice variants, by performing long-read RNA sequencing experiments in different Tet mutant contexts. In addition, we will seek to identify TET RNA targets in the CNS under normal or tumoral conditions using RIP-seq. In parallel, we will develop an approach combining the HyperTRIBE technique with nanobody targeting to identify TET RNA targets specifically in normal or cancerous neural stem cells. A functional study of selected TET targets will then be carried out using the numerous tools available in Drosophila.

The completion of this project will allow the characterization of a non-canonical mode of action of TET proteins that remains largely unexplored and is difficult to study in vertebrates. These results will not only open new avenues for the treatment of pathologies associated with dysregulation of TET family enzymes but will also improve our understanding of the mechanisms regulating genome expression during normal or pathological CNS development.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

Concours pour un contrat doctoral

Université Clermont Auvergne

65 Sciences de la Vie, Santé, Agronomie, Environnement

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.
The candidate should be motivated by research, interested, curious, and have a strong sense of teamwork. An interest in gene expression regulation mechanisms and the fields of epigenetics/transcriptomics would be a plus.