Mots-Clés
Multi-omiques,
Single-Cell RNA-seq
Intégration de données
Cervelet
Développement
Médulloblastome
Cancer
Description
Contexte et intérêt biologique :
Les neurones granulaires représentent la plus grande population neuronale du cerveau. Leurs progéniteurs (GNP), issus de la lèvre rhombique supérieure du cervelet, sont caractérisés par l’expression du facteur de transcription Atoh1. Ces cellules connaissent une phase prolongée de prolifération postnatale, ce qui les rend particulièrement sensibles aux perturbations du développement, y compris à l’acquisition de mutations oncogènes. Les GNP constituent d’ailleurs les cellules d’origine du médulloblastome, l’une des tumeurs cérébrales pédiatriques les plus fréquentes.
Au sein de cette population, un sous-ensemble de GNP issus de la lignée Atoh1-positive reste quiescent et présente des caractéristiques de type cellule souche. Des études récentes ont montré que Barhl2 — un facteur de transcription induit par Atoh1 — joue un rôle potentiel dans le maintien de cet état non différencié et faiblement prolifératif. Ce projet vise à élucider les mécanismes par lesquels Barhl2 (et son homologue Barhl1) contribue à la régulation de cet équilibre entre quiescence, prolifération et différenciation.
Les résultats attendus devraient enrichir notre compréhension du développement cérébelleux normal et des processus à l’origine de l’émergence du médulloblastome, ouvrant la voie à l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques.
Ce projet sera réalisé avec M. Doulazmi (IBPS) (Bou-Rouphael et al., 2024; Messaoudi et al.; Tignard et al., 2024) et avec la contribution d’O. Saulnier (https://curie.fr/personne/olivier-saulnier). Tous deux possèdent une expertise dans l’analyse de données génomiques à grande échelle, en particulier dans l’organisation spatiale et moléculaire de la zone germinative des GNP.
Approche Scientifique :
Au cours de ce projet de Master 2, l’étudiant(e) sera amené(e) à :
• Analyser des données RNA-seq issues de GNP purifiés au jour postnatal 3 (P3) avec soit une inhibition de Barhl2 (knockdown, KD), soit une surexpression de Barhl2. Cela inclura le traitement des données brutes (contrôle qualité, alignement, quantification des lectures), l’analyse de l’expression différentielle des gènes (DGE), l’analyse des ontologies géniques (GO) et l’enrichissement de jeux de gènes (GSEA), en utilisant des outils bioinformatiques standards (par exemple : FastQC, STAR, et des packages R tels que DESeq2, clusterProfiler). Des figures pertinentes seront générées (heatmaps, volcano plots, cartes d’enrichissement de voies), et les résultats obtenus pour les deux conditions seront comparés.
• Explorer des jeux de données transcriptomiques en cellule unique (single-cell) disponibles publiquement, chez le rongeur et l’humain, portant sur le développement des GNP. L’étudiant(e) utilisera des packages R/Python pour le traitement de ces données (par ex. : Seurat, Scanpy), le clustering et l’analyse des voies de signalisation, dans le but d’examiner les rôles de Barhl1 et Barhl2 en lien avec les voies Wnt et Notch.
• Effectuer des analyses de trajectoire et de pseudotemps (par ex. : Monocle3, Slingshot, scVelo) afin de suivre le destin développemental et l’état de prolifération des cellules exprimant Barhl1 et/ou Barhl2.
Profil recherché :
• Étudiant·e en M2 bioinformatique, biologie computationnelle ou data science
• Compétences en analyse de données omiques et en R
• Intérêt pour la single-cell, la multi-omique et les applications biomédicales
• Bon niveau d’anglais scientifique
• Rigueur, autonomie, capacité à travailler en équipe interdisciplinaire
Encadrement et lieu
• Laboratoires : UMR8263, Inserm U1345 – Équipe NeAR (Sorbonne Université PARIS) & UMR 8265 - NeuroSU - Équipe Brain Blood Communication.
• Encadrants : Beatrice Durand (CNRS) & Mohamed Doulazmi (CNRS)
• Lieu principal : Sorbonne Universite (IBPS Campus Jussieu PARIS)
References:
Bou-Rouphael, J. and Durand, B. C. (2021). T-Cell Factors as Transcriptional Inhibitors: Activities and Regulations in Vertebrate Head Development. Front. Cell Dev. Biol. 9, 784998.
Bou-Rouphael, J., Doulazmi, M., Eschstruth, A., Abdou, A. and Durand, B. C. (2024). Cerebellar granular neuron progenitors exit their germinative niche via BarH-like1 activity mediated partly by inhibition of T-cell factor. Development 151, dev202234.
Messaoudi, S., Allam, A., Stoufflet, J., Paillard, T., Ven, A. L., Fouquet, C., Doulazmi, M., Trembleau, A. and Caille, I. FMRP regulates postnatal neuronal migration via MAP1B.
Sena, E., Rocques, N., Borday, C., Muhamad Amin, H. S., Parain, K., Sitbon, D., Chesneau, A. and Durand, B. C. (2019). Barhl2 maintains T cell factors as repressors and thereby switches off the Wnt/β-Catenin response driving Spemann organizer formation. Development 146,.
Tignard, P., Pottin, K., Geeverding, A., Doulazmi, M., Cabrera, M., Fouquet, C., Liffran, M., Fouchard, J., Rosello, M., Albadri, S., et al. (2024). Basement membranes are crucial for proper olfactory placode shape, position and boundary with the brain, and for olfactory axon development. eLife 12.