Stage proposé par
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Stage proposé par Nathalie Beaujean Chargée de recherche INRA Nom et adresse du Laboratoire ou de l’Unité : UMR de Biologie du développement et de la Reproduction, INRA, 78352 Jouy en Josas Cedex Téléphone : 01 34 65 29 03 Mail : [email protected] Site internet : http://www4.jouy.inra.fr/bdr Directeur du Laboratoire ou de l’Unité : Corinne COTINOT Intitulé de l ‘équipe d’accueil : Organisation du génome embryonnaire et régulations épigénétiques Prénom et NOM du Responsable de l’équipe : Nathalie BEAUJEAN Résumé du thème de recherche de l’équipe (une dizaine de lignes maximum) Les premières étapes du développement embryonnaire sont marquées par des profonds remodelages de l'organisation nucléaire et chromatinienne, nécessaires au développement de l'embryon. Les travaux de notre équipe visent à étudier, dans les embryons précoces de mammifères, le lien entre modifications de l'architecture nucléaire, remodelage de la chromatine et régulation de l'expression des gènes tant au niveau global (lors de la mise en route du génome embryonnaire : EGA) qu'à un niveau plus fin (lors du passage d'un état totipotent à un état pluripotent, puis au cours de la différentiation cellulaire). Nos études portent sur des embryons issus de plusieurs espèces (souris, lapin et bovin essentiellement), mais également sur des modèles de développement plus ou moins perturbé (culture in vitro, fécondation in vitro, clonage par transfert de noyau), ce qui nous permet d'établir le lien entre les perturbations observées au niveau moléculaire et les défauts de développement des embryons. Titre du projet de stage : Organisation du génome embryonnaire et régulations épigénétiques Prénom, NOM, téléphone et adresse e-mail du Responsable du stage: Nathalie BEAUJEAN 01 34 65 29 03 [email protected] Projet de stage : Après la fécondation, le remodelage des génomes parentaux conduit à la formation d’un embryon diploïde totipotent dont l’état transcriptionnel et épigénétique va se modifier au cours du développement embryonnaire précoce. Dans les études précédemment réalisées au laboratoire, nous avons montré que certaines modifications épigénétiques impliquées dans la compaction de la chromatine subissent des changements importants conduisant au remodelage des noyaux embryonnaires. Nous avons également démontré que la topographie nucléaire des embryons après clonage est dépendante de la reprogrammation des marques épigénétiques qui leurs sont associées et qu'il était possible d'améliorer cette reprogrammation nucléaire à l'aide d’inhibiteurs d’histones déacétylases modifiant l’état épigénétique de l’embryon cloné. Depuis, plusieurs publications ont mis en évidence de nouvelles modifications épigénétiques et de nouveaux inhibiteurs pouvant altérer ces modifications. L'objectif de ce stage est d'étudier 1) les dynamiques de nouvelles modifications épigénétiques dans des embryons de souris juste après la fécondation et 2) les effets de divers inhibiteurs sur ces marques et sur la fixation de protéines régulant la compaction de la chromatine. Ce travail sera effectué dans le cadre du Labex REVIVE (http://www.pasteur.fr/revive) et d’une collaboration avec C. Muchardt (Institut Pasteur). Techniques mises en œuvre par le stagiaire : la récolte ainsi que la manipulation d’embryons de souris sous loupe binoculaire. Les techniques d’immunomarquage, combinées ou non à l'hybridation in situ d’ADN (ImmunoFISH), la microinjection intra-cytoplasmique (pour l’injection d’inhibiteurs si nécessaire), et une nouvelle technique de colocalisation mise au point au laboratoire. Les échantillons sont ensuite observés au microscope à haute résolution sur la plateforme du centre (MIMA2). L’analyse des images se fait ensuite à l’aide du logiciel ImageJ. Publications du Responsable de stage au cours des 5 dernières années : 1. Bonnet-Garnier A, Feuerstein P, Chebrout M, Fleurot R, Jan HU, Debey P, Beaujean N. Genome organization and epigenetic marks in mouse germinal vesicle oocytes. Int J Dev Biol. 2012;56(1012):877-87. 2. Yang CX, Liu Z, Fleurot R, Adenot P, Duranthon V, Vignon X, Zhou Q, Renard JP, Beaujean N. Heterochromatin reprogramming in rabbit embryos after fertilization, intra-, and inter-species SCNT correlates with preimplantation development. Reproduction. 2013 Jan 24;145(2):149-59. 3. Gall L, Brochard V, Ruffini S, Laffont L, Fleurot R, Lavin TA, Jouneau A, Beaujean N. Intermediate filaments promote nuclear mechanical constraints during somatic cell nuclear transfer in the mouse. Cell Reprogram. 2012 Dec;14(6):497-504 4. Aguirre-Lavin T, Adenot P, Bonnet-Garnier A, Lehmann G, Fleurot R, Boulesteix C, Debey P, Beaujean N. 3D-FISH analysis of embryonic nuclei in mouse highlights several abrupt changes of nuclear organization during preimplantation development. BMC Dev Biol. 2012 Oct 24;12:30. 5. Mason K, Liu Z, Aguirre-Lavin T, Beaujean N. Chromatin and epigenetic modifications during early mammalian development. Anim Reprod Sci. 2012 Sep;134(1-2):45-55 6. Ribeiro-Mason K, Boulesteix C, Brochard V, Aguirre-Lavin T, Salvaing J, Fleurot R, Adenot P, Maalouf WE, Beaujean N. Nuclear dynamics of histone H3 trimethylated on lysine 9 and/or phosphorylated on serine 10 in mouse cloned embryos as new markers of reprogramming? Cell Reprogram. 2012 Aug;14(4):283-94. 7. Salvaing J, Aguirre-Lavin T, Boulesteix C, Lehmann G, Debey P, Beaujean N. 5-Methylcytosine and 5-hydroxymethylcytosine spatiotemporal profiles in the mouse zygote. PLoS One. 2012;7(5):e38156. 8. Liu Z, Hai T, Dai X, Zhao X, Wang Y, Brochard V, Zhou S, Wan H, Zhang H, Wang L, Zhou Q, Beaujean N. Early patterning of cloned mouse embryos contributes to post-implantation development. Dev Biol. 2012 Aug 15;368(2):304-11. 9. Duranthon V, Beaujean N, Brunner M, Odening KE, Santos AN, Kacskovics I, Hiripi L, Weinstein EJ, Bosze Z. On the emerging role of rabbit as human disease model and the instrumental role of novel transgenic tools. Transgenic Res. 2012 Aug;21(4):699-713. 10. Bošković A, Bender A, Gall L, Ziegler-Birling C, Beaujean N, Torres-Padilla ME. Analysis of active chromatin modifications in early mammalian embryos reveals uncoupling of H2A.Z acetylation and H3K36 trimethylation from embryonic genome activation. Epigenetics. 2012 Jul;7(7):747-57. 11. Liu Z, Wan H, Wang E, Zhao X, Ding C, Zhou S, Li T, Shuai L, Feng C, Yu Y, Zhou Q, Beaujean N. Induced pluripotent stem-induced cells show better constitutive heterochromatin remodeling and developmental potential after nuclear transfer than their parental cells. Stem Cells Dev. 2012 Nov 1;21(16):3001-9. 12. Posfai E, Kunzmann R, Brochard V, Salvaing J, Cabuy E, Roloff TC, Liu Z, Tardat M, van Lohuizen M, Vidal M, Beaujean N, Peters AH. Polycomb function during oogenesis is required for mouse embryonic development. Genes Dev. 2012 May 1;26(9):920-32. 13. Ribeiro-Mason K, Boulesteix C, Fleurot R, Aguirre-Lavin T, Adenot P, Gall L, Debey P, Beaujean N. H3S10 phosphorylation marks constitutive heterochromatin during interphase in early mouse embryos until the 4-cell stage. J Reprod Dev. 2012;58(4):467-75 14. Reis e Silva AR, Bruno C, Fleurot R, Daniel N, Archilla C, Peynot N, Lucci CM, Beaujean N, Duranthon V. Alteration of DNA demethylation dynamics by in vitro culture conditions in rabbit preimplantation embryos. Epigenetics. 2012 May;7(5):440-6. 15. Pichugin A, Beaujean N, Vignon X, Vassetzky Y. Ring-like distribution of constitutive heterochromatin in bovine senescent cells. PLoS One. 2011;6(11):e26844. 16. Gao Y, Jammes H, Rasmussen MA, Oestrup O, Beaujean N, Hall V, Hyttel P. Epigenetic regulation of gene expression in porcine epiblast, hypoblast, trophectoderm and epiblast-derived neural progenitor cells. Epigenetics. 2011 Sep 1;6(9):1149-61. 17. Reis Silva AR, Adenot P, Daniel N, Archilla C, Peynot N, Lucci CM, Beaujean N, Duranthon V. Dynamics of DNA methylation levels in maternal and paternal rabbit genomes after fertilization. Epigenetics. 2011 Aug;6(8):987-93. 18. Le Bourhis D, Beaujean N, Ruffini S, Vignon X, Gall L. Nuclear remodeling in bovine somatic cell nuclear transfer embryos using MG132-treated recipient oocytes. Cell Reprogram. 2010 Dec;12(6):729-38 19. Maalouf WE, Aguirre-Lavin T, Herzog L, Bataillon I, Debey P, Beaujean N. Three-dimensional fluorescence in situ hybridization in mouse embryos using repetitive probe sequences. Methods Mol Biol. 2010;659:401-8. 20. Beaujean N, Mason K, Bonnet-Garnier A, Salvaing J, Debey P. Embryonic genome organization after fertilization in mammals. Biol Aujourdhui. 2010;204(3):205-13 21. Andrey P, Kiêu K, Kress C, Lehmann G, Tirichine L, Liu Z, Biot E, Adenot PG, Hue-Beauvais C, Houba-Hérin N, Duranthon V, Devinoy E, Beaujean N, Gaudin V, Maurin Y, Debey P. Statistical analysis of 3D images detects regular spatial distributions of centromeres and chromocenters in animal and plant nuclei. PLoS Comput Biol. 2010 Jul 8;6(7):e1000853. 22. Pichugin A, Le Bourhis D, Adenot P, Lehmann G, Audouard C, Renard JP, Vignon X, Beaujean N. Dynamics of constitutive heterochromatin: two contrasted kinetics of genome restructuring in early cloned bovine embryos. Reproduction. 2010 Jan;139(1):129-37. 23. Gaudin V, Andrey P, Devinoy E, Kress C, Kieu K, Beaujean N, Maurin Y, Debey P. Modeling the 3D functional architecture of the nucleus in animal and plant kingdoms. C R Biol. 2009 Nov;332(11):937-46. 24. Taylor J, Moore H, Beaujean N, Gardner J, Wilmut I, Meehan R, Young L. Cloning and expression of sheep DNA methyltransferase 1 and its development-specific isoform. Mol Reprod Dev. 2009 May;76(5):501-13. 25. Maalouf WE, Liu Z, Brochard V, Renard JP, Debey P, Beaujean N, Zink D. Trichostatin A treatment of cloned mouse embryos improves constitutive heterochromatin remodeling as well as developmental potential to term. BMC Dev Biol. 2009 Feb 11;9:11. Autres informations: Etudiants actuellement en thèse ou en M2 dans l’équipe d’accueil. Pour chaque étudiant indiquez le nom du responsable de thèse, l’année du début de la thèse et l’Ecole Doctorale de rattachement Maimouna Coné. Thèse co-encadrée par Amélie Bonnet-Garnier, début Nov. 2012 (AgroParisTech). Marie Cournut. M2. Encadrée par Amélie Bonnet-Garnier Janv-Juin 2012 (SupAgro). Mohammed Negash. M2. Encadré par Juliette Salvaing Janv-Juin 2012 (AgroParisTech). Lydia Ruddick. M2. Encadrée par Nathalie Beaujean Mai-Aout 2012 (Univ. Nottingham). Etudiants ayant préparé ou soutenu leur thèse ou leur M2 dans l’équipe d’accueil au cours des six dernières années. Pour chaque étudiant indiquez le nom du responsable de l’étudiant, l’année du début de la thèse et de fin de la thèse, l’Ecole Doctorale de rattachement et le devenir de l’étudiant. 1. Lessly Sepúlveda. Master 2 (juin 2012), encadré par Nathalie Beaujean. ED : Univ. Nottingham. Actuellement : thèse en co-tutelle entre l’INRA et l’université de Nottingham. 2. Maimouna Coné. Master 2 (juin 2012), encadrée par encadré par Amélie Bonnet-Garnier. ED AgroParisTech. En thèse au laboratoire. 3. Elisa Serrano. Master 2 (juin 2012), encadré par Nathalie Beaujean. ED : Univ. Nottingham. Actuellement à la recherche d’un emploi. 4. Habib Jan. Master 2 (juin 2011), encadré par Amélie Bonnet-Garnier. ED AgroParisTech. En thèse à Giessen, Allemagne. 5. Stella Gotzaridi. Master 2 (juin 2011), encadré par Nathalie Beaujean. ED : Univ. Nottingham. 6. Adriana Rodrigues. Thèse (2008-2011), encadrée par Véronique Duranthon et Nathalie Beaujean. ED : Université de Brasilia, Brésil. Actuellement en poste au ministère de l’agriculture au Brésil. 7. Karlla Mason-Ribeiro. Thèse (2007-2011), encadrée par Nathalie Beaujean. ED AgroParisTech. Actuellement en poste à l’université d’Adelaide, Australie. 8. Zichuan Liu. Thèse (2006-2010), encadré par Nathalie Beaujean. ED : GAO, Versailles. Actuellement en Post-doc au FMI, Bâle, Suisse. Cette proposition de stage s’adresse-t-elle spécifiquement à un étudiant scientifique, médecin ou vétérinaire ou bien est-il ouvert à tous les profils ? Ouvert à tous les profils Ce sujet peut-il donner lieu à une thèse ? Oui
