Modulation du dosage de gènes du chromosome X et induction de la sénescence

La sénescence cellulaire est un arrêt stable de la prolifération en réponse à des stress, comme l'activation d'oncogènes. Bien qu'elle constitue une barrière au cancer, l'accumulation de cellules sénescentes au cours du vieillissement est associée aux maladies liées à l'âge, telles que les cancers et les maladies neurodégénératives. Cet effet néfaste est lié à l'environnement pro-inflammatoire induit par les cellules sénescentes. Les hommes et les femmes présentent des susceptibilités différentes face à de nombreuses maladies liées à l'âge. Par exemple, les hommes sont plus enclins à développer des cancers, ce qui ne peut être entièrement expliqué par des facteurs liés au mode de vie. Les caractéristiques sexuelles, telles que les chromosomes sexuels, pourraient être à l'origine de ces différences. Chez l'être humain, comme chez la plupart des mammifères, les hommes possèdent un chromosome X actif et un chromosome Y, tandis que les femmes possèdent deux chromosomes X, l'un actif (Xa) et l'autre inactif (Xi). Le chromosome Xi résulte de l'inactivation du chromosome X (XCI), un processus de répression transcriptionnelle chez les femelles, qui permet la compensation entre les sexes de la dose des gènes du chromosome X. Le chromosome X contient des gènes suppresseurs de tumeurs et une réactivation de gènes situés sur le chromosome X inactif a été observée chez des rongeurs âgés et dans le cadre de cancers. Cependant, on ignore actuellement si la réactivation des gènes sur le chromosome X inactif pourrait se produire au cours du vieillissement humain et lors de la sénescence cellulaire. L'objectif de ce projet de thèse est d'étudier si la régulation correcte du dosage de l'expression des gènes liés au chromosome X limite l'induction de la sénescence cellulaire humaine. À partir de nos données de séquençage d'ARN issues de différents modèles de sénescence cellulaire humaine mâle ou femelle, nous avons identifié des gènes candidats liés au chromosome X qui sont surexprimés dans tous les modèles de sénescence. À notre connaissance, à l'exception d'un seul de ces gènes, aucun lien fonctionnel avec la sénescence n'a été rapporté à ce jour. De plus, nous avons identifié des gènes qui présentent une surexpression préférentielle en senescence dans les lignées cellulaires femelles par rapport aux lignées males. Dans ce projet, nous allons déterminer à partir de quel allèle (Xa et/ou Xi) se produit la surexpression des gènes candidats dans les cellules femelles induites en sénescence. A l'aide de techniques basées sur CRISPR, nous allons déterminer l'importance fonctionnelle de ces gènes en (1) inhibant leur expression dans des cellules sénescentes, et (2) en les surexprimant dans des cellules prolifératives. Nous évaluerons l'impact de ces modifications d'expression sur le programme d'expression génique et les caractéristiques de la sénescence. Afin de reproduire l'absence de compensation du dosage génique, un système d'activation transcriptionnelle modulable sera utilisé pour obtenir une induction de deux fois de ces gènes dans les cellules prolifératives et déterminer si cela est suffisant pour induire la senescence. En parallèle, nous étudierons les gènes candidats dans le contexte du développement embryonnaire précoce, lorsque la sénescence développementale programmée contribue à la morphogenèse et que le XCI s'établit dans les cellules femelles. Pour cela, nous utiliserons des cellules souches embryonnaires humaines (hESC) en phase de différenciation précoce, sur lesquelles nous évaluerons l'effet de la surexpression des gènes candidats sur l'induction des caractéristiques de sénescence. Nous apporterons ainsi les premières preuves que la réactivation de gènes situés sur le chromosome X inactif peut se produire lors de la sénescence cellulaire humaine. Nous mettrons en évidence l'importance d'un dosage correct de l'expression génique sur le chromosome X pour limiter la sénescence cellulaire humaine. École doctorale : BSB - Biologie, Santé, Biotechnologies Direction : Estelle NICOLAS Financement : MSCA COFUND BEST