Reprogrammation épigénétique liée à la pluripotence et au devenir des cellules germinales

Nous proposons plusieurs projets de recherche s'inscrivant dans les axes principaux suivants. Les candidats sont invités à préciser leur préférence pour l'un ou l'autre de ces sous-projets dans leur lettre de motivation.

Sous-projet 1 – Reprogrammation épigénétique et pluripotence : Dans nos travaux précédents, nous avons identifié, grâce à des criblages fonctionnels par shRNA et CRISPR, des régulateurs clés de la réactivation du chromosome X et de la reprogrammation en iPSC. Nous avons notamment découvert que la cohésine joue un rôle important dans la modification de la structure 3D de la chromatine lors du passage du chromosome X d'un état inactif (OFF) à un état actif (ON). Par ailleurs, nous avons mis en évidence que des voies de signalisation inflammatoires, telles que celle de l'interféron-gamma (IFNγ), stimulent la réactivation du chromosome X et l'acquisition de la pluripotence. Les futurs projets consisteront à déterminer si ces mécanismes sont conservés dans d'autres contextes de reprogrammation épigénétique in vitro et in vivo, ou si d'autres régulateurs entrent en jeu. Il reste également à élucider le mécanisme d'action des autres voies identifiées lors de notre criblage CRISPR à l'échelle du génome. Le candidat apprendra à mettre en œuvre des méthodes telles que la reprogrammation en iPSC, l'ingénierie CRISPR sur des cellules souches, ainsi que le séquençage d'ARN et le profilage épigénomique à l'échelle de la cellule unique (single cell).

Sous-projet 2 – Reprogrammation épigénétique et développement des cellules germinales in vitro et in vivo : Nos travaux antérieurs ont démontré l'importance du contrôle du dosage du chromosome X pour l'ovogenèse in vitro à partir de cellules souches embryonnaires, en utilisant des organoïdes ovariens. Nous avons ainsi identifié des voies moléculaires liées à l'état du chromosome X, qui influencent les différentes étapes de la différenciation des cellules germinales de souris et d'humain in vitro ou dans des modèles murins in vivo. Le candidat utilisera l'ingénierie CRISPR pour perturber ces voies et étudier leurs mécanismes dans le développement ovocytaire. Il/elle apprendra à appliquer des approches avancées d'ingénierie tissulaire à partir de cellules souches pluripotentes et à analyser les phénotypes obtenus grâce à des méthodes d'analyse single-cell et épigénomique.

Sous-projet 3 – Régulation épigénétique de l'ovogenèse in vitro à partir de cellules souches pluripotentes humaines : Nous avons démontré qu'un remodelage épigénétique fidèle du chromosome X est crucial pour la différenciation *in vitro* de cellules souches pluripotentes de souris en ovocytes. Jusqu'à présent, les systèmes de culture cellulaire in vitro humains n'ont pas permis d'atteindre des stades supérieurs à ceux des ovocytes précoces. Un obstacle majeur réside dans la reprogrammation épigénétique précise nécessaire pour effacer et établir des marques épigénétiques, processus essentiel à la maturation des cellules germinales et à la santé de la descendance in vivo. Dans le cadre de ce projet, le/la candidat(e) utilisera des cellules souches pluripotentes humaines (hPSC) présentant différents états épigénétiques afin d'évaluer l'impact de l'épigénome sur la différenciation des cellules germinales humaines, dans le but d'obtenir des ovocytes plus matures. Le projet s'appuiera sur des modèles de culture cellulaire avancés, tels que les organoïdes ovariens, l'ingénierie CRISPR et des techniques de profilage d'expression unicellulaire/multi-omiques.

Notre laboratoire s'intéresse aux mécanismes et aux rôles biologiques de la reprogrammation épigénétique dans le contexte de la pluripotence et du développement des cellules germinales et des ovocytes. Nous étudions plus particulièrement les processus d'inactivation et de réactivation du chromosome X — modèles classiques de l'épigénétique — en développant des systèmes sur mesure de reprogrammation en iPSC (cellules souches pluripotentes induites) et d'organoïdes reproductifs, aussi bien chez la souris que chez l'humain. Ces travaux nous ont permis de réaliser des découvertes fondamentales sur l'interaction entre la structure 3D du génome, l'épigénétique et la transcription, ainsi que sur l'importance du remodelage du chromosome X pour la méiose et l'ovogenèse. Par ailleurs, en collaboration avec le milieu clinique, nous avons étudié l'impact du vieillissement sur le transcriptome de l'ovocyte humain par séquençage d'ARN sur cellule unique (single-cell RNA-Seq), généré des lignées d'iPSC spécifiques à des patients et évalué leur capacité de différenciation en cellules germinales in vitro. Notre objectif futur est d'approfondir nos connaissances sur les modifications épigénétiques survenant lors de la reprogrammation en iPSC et du développement des cellules germinales in vitro, afin de contribuer au développement d'approches de nouvelle génération fondées sur les cellules souches pour la médecine régénérative et reproductive.

• Les candidats idéaux posséderont une expérience dans certaines des techniques suivantes : culture de cellules de mammifères, ingénierie tissulaire, cytométrie en flux, génomique, microscopie, CRISPR, biologie moléculaire, embryologie de la souris, bio informatique.
• Qualités personnelles : curiosité, motivation, ambition, esprit d'équipe, excellentes compétences en communication en anglais.