Thématiques
L’équipe TCCD s’intéresse à la régulation du cycle cellulaire et du développement par des événements post-transcriptionnels lors les transitions cellulaires majeures. Il s’agit notamment de la transition œuf-embryon déclenché par la fécondation, de la transformation d’une cellule quiescente en cellule en division ou d’un progéniteur indifférencié en cellule différenciée. Nous nous concentrons sur deux événements régulateurs principaux : les mécanismes de traduction et la signalisation par les kinases. Les quatre thématiques de l'équipe sont présentées ci-dessous.
Responsables du projet : Julia Morales (DR CNRS, morales@sb-roscoff.fr); Patrick Cormier (PR SU, cormier@sb-roscoff.fr); Fernando Roch (CR CNRS, roch@sb-roscoff.fr)
La traduction est une étape clé de la régulation de l'expression des gènes, permettant un ajustement rapide et précis de la cellule aux variations physiologiques et pathologiques. Nous nous intéressons aux mécanismes moléculaires et cellulaires qui relient le contrôle traductionnel à la régulation du cycle cellulaire et au développement embryonnaire précoce de l’oursin.Le développement précoce des embryons d'oursin constitue un modèle intéressant et pertinent pour l'étude du contrôle traductionnel. L’activité traductionnelle est maintenue faible jusqu’à la fécondation, qui provoque alors une augmentation rapide de la synthèse des protéines nécessaires à la première division mitotique de l’embryon. Cette augmentation de l’activité de synthèse protéique est indépendante de toute nouvelle transcription et ne repose que sur le recrutement d’ARNm maternels. Les gamètes sont faciles à obtenir en grande quantité, permettant des approches moléculaire, biochimique et cellulaires.
Nous avons identifié plusieurs facteurs d'initiation et d'élongation de la traduction (eIF4E, 4E-BP, eIF2, eEF2) qui sont activés et impliqués dans l'augmentation de la synthèse protéique lors de la fécondation. Nous avons démontré le rôle important de la disponibilité du facteur eIF4E et de la voie mTOR dans la traduction de la cycline B, un régulateur clé de la progression du cycle cellulaire. Grâce au polysome profilling, que nous avons développé dans l'embryon d'oursin, nous avons montré que seul un sous-ensemble restreint d'ARNm maternels est traduit après la fécondation, ciblant des protéines impliquées dans les voies régulatrices telle que le cycle cellulaire ou la biogenèse des lysosomes. Nous développons les approches fonctionnelles qui nous permettent d'étudier la régulation et l’impact de la production des protéines traduites à partir de ces ARNm sur les cycles cellulaires mitotiques et le développement embryonnaire précoce de l’oursin.
Personnes impliquées : Sandrine Boulben, IE CNRS; Sonia Dufour, Doctorante SU; Anne-Catherine Dock-Bregeon – DR CNRS Emérite
Anciens membres: Florian Pontheaux (Thèse SU 2018-2022); Harold Moundoyi (Thèse SU/Region Bretagne 2015-2020); Héloïse Chassé (Thèse SU/Région Bretagne 2012-2015); Omid Feizbakhsh (ATER SU 2018-2019); François Sement (Post-Doc SAD Région Bretagne 2018-2019); Odile Mulner-Lorillon (DR CNRS, retired); Robert Bellé (PR SU Emeritus)
Publications associées :
- Pontheaux, F., Boulben, S., Chassé, H., Boutet, A., Roch, F., Morales, J. and Cormier, P (2022). eIF4B mRNA Translation Contributes to Cleavage Dynamics in Early Sea Urchin Embryos. Biology 11(10): 1408. DOI: 10.3390/biology11101408.
- Pontheaux F, Roch F, Morales J, Cormier P (2021) Echinoderms: Focus on the sea urchin model in cellular and developmental biology. In: Boutet, A. and Schierwater B., eds. Handbook of Established and Emerging Marine Model Organisms in Experimental Biology, CRC Press. https://doi.org/10.1201/9781003217503
- Feizbakhsh, O., Pontheaux, F., Glippa, V., Morales, J., Ruchaud, S., Cormier, P. and Roch, F (2020). A Peak of H3T3 Phosphorylation Occurs in Synchrony with Mitosis in Sea Urchin Early Embryos. Cells 9(4): 898. DOI: 10.3390/cells9040898.
- Chassé, H., Boulben, S., Cormier, P. and Morales, J (2019). Translational Control of Canonical and Non-Canonical Translation Initiation Factors at the Sea Urchin Egg to Embryo Transition. International Journal of Molecular Sciences 20(3): 626. DOI: 10.3390/ijms20030626.
- Chassé, H., Aubert, J., Boulben, S., Le Corguillé, G., Corre, E., Cormier, P. and Morales, J (2018). Translatome analysis at the egg-to-embryo transition in sea urchin. Nucleic Acids Research 46(9): 4607-4621. DOI: 10.1093/nar/gky258.
- Chassé, H., Boulben, S., Costache, V., Cormier, P. and Morales, J (2017). Analysis of translation using polysome profiling. Nucleic Acids Research: gkw907. DOI: 10.1093/nar/gkw907.
Responsable du projet: Sandrine Ruchaud – DR CNRS (sandrine.ruchaud@sb-roscoff.fr)
Notre intérêt général porte sur l'analyse des mécanismes moléculaires qui orchestrent le bon déroulement de la division cellulaire. La bi-orientation des chromosomes, leur ségrégation dans les deux futures cellules filles et la cytokinèse sont des étapes essentielles qui assurent la fidélité du processus et doivent être finement régulées. Leur coordination est étroitement contrôlée par des protéines kinases dont l'expression/activité est dérégulée dans de nombreux cancers. Les erreurs survenant lors de ces étapes peuvent également mener à l'aneuploïdie prédisposant les cellules à la transformation cancéreuse.
Nous avons ainsi entrepris depuis plusieurs années d'étudier les fonctions biologiques et l'inter-régulation de certaines de ces protéines kinases (notamment Aurora B et Haspine) afin de mieux comprendre leurs mécanismes d'action et utiliser ces connaissances pour la conception de nouvelles thérapies ciblées anticancéreuses (origine marine, bio-inspirée et/ou synthèse) en collaboration avec plusieurs équipes de chimie médicinale.
Nous abordons ces questions biologiques par deux approches complémentaires et synergiques, (i) de génétique inverse (invalidation de gènes/complémentation, knockout/knockin par CRISPR/Cas9), de microscopie haute résolution et de biochimie et (ii) de chemobiologie par le développement de séries de composés inhibiteurs ou dégradeurs (PROTAC) des kinases étudiées qui oriente nos projets vers un niveau translationnel tout en fournissant des outils originaux pour nous aider à répondre à nos questions biologiques.
Personnes impliquées: Béatrice Josselin – IE CNRS; Pierre Brindeau – Doctorant CNRS
Anciens membres: Omid Feizbakhsh (Doctorant puis Post-Doc 2013-2018)
Publications:
- Wael Zeinyeh, Yannick J. Esvan, Béatrice Josselin, Mathilde Defois, Blandine Baratte, Stefan Knapp, Apirat Chaikuad, Fabrice Anizon, Francis Giraud, Sandrine Ruchaud, Pascale Moreau. (2022) Synthesis and biological evaluation of Haspin inhibitors: kinase inhibitory potency and cellular activity. Eur. J. Med. Chem.
- Sreenivas Avula, Lang Xingfen, Peng Xudang, Micky Tortorella, Béatrice Josselin, Stéphane Bach, Stephane Bourg, Pascal Bonnet, Frédéric Buron, Sandrine Ruchaud, Sylvain Routier and Cleopatra Neagoie. (2022) Design and biological evaluation of substituted 5,7-dihydro-6H-indolo[2,3-c]quinolin-6-one as novel selective Haspin inhibitor. Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry.
- Charlotte Juillet, Ludmila Ermolenko, Dina Boyarskaya, Blandine Baratte, Béatrice Josselin, Hristo Nedev, Stéphane Bach, Bogdan I. Iorga, Jérôme Bignon, Sandrine Ruchaud and Ali Al-Mourabit. (2021) Simplified Marine Metabolite Analogs: First non-ATP Competitive Aurora B Kinase Inhibitors. J. Med. Chem.
- Jonathan Elie, Omid Feizbakhsh, Nathalie Desban, Béatrice Josselin, Blandine Baratte, Amandine Bescond, Julien Duez, Xavier Fant, Stéphane Bach, Dominique Marie, Matthieu Place, Sami Ben Salah, Agnes Chartier, Sabine Berteina-Raboin, Apirat Chaikuad, Stefan Knapp, Fabrice Carles, Pascal Bonnet, Frédéric Buron, Sylvain Routier and Sandrine Ruchaud. (2020) Design of new disubstituted imidazo[1,2-b]pyridazine derivatives as selective Haspin inhibitors. Synthesis, binding mode and anticancer biological evaluation. Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry.
- Omid Feizbakhsh, Florian Pontheaux, Virginie Glippa, Julia Morales, Sandrine Ruchaud, Patrick Cormier and Fernando Roch. (2020) A Peak of H3T3 Phosphorylation Occurs in Synchrony with Mitosis in Sea Urchin Early Embryos. Cells.
- Diana Papini, Xavier Fant, Hiromi Ogawa, Nathalie Desban, Kumiko Samejima, Omid Feizbakhsh, Bilge Askin, Tony Ly, William C. Earnshaw and Sandrine Ruchaud. (2019) Cell cycle-independent furrowing triggered by phosphomimetic mutations of the INCENP STD motif requires Plk1. Journal of Cell Science.
- Sofia-Eléna Motuhi, Omid Feizbakhsh, Béatrice Foll-Josselin, Blandine Baratte, Claire Delehouzé, Arnaud Cousseau, Xavier Fant, Jeannette Chloë Bulinski, Claude Elisabeth Payri, Sandrine Ruchaud, Mohamed Mehiri and Stéphane Bach. (2019) Neurymenolide A, a Novel Mitotic Spindle Poison from the New Caledonian Rhodophyta Phacelocarpus neurymenioides. Marine Drugs.
Responsable du projet: Pierre Colas – CR INSERM (colas@sb-roscoff.fr)
CDK10 est longtemps restée l’une des CDKs (cyclin-dependent kinases) les plus mystérieuses, en l’absence d’une cycline activatrice connue. Nous avons identifié une cycline activatrice (CycM, récemment renommée Q), révélé l’activité kinase de CDK10/CycQ, dévoilé son rôle dans le contrôle de la stabilité de ETS2 et dans la ciliogénèse. Nous avons établi les premières bases étiologiques du syndrome STAR causé par des mutations de CycQ, et nous avons contribué à la description d’un nouveau syndrome (Al Kaissi) causé par des mutations de CDK10. Par ailleurs, nous avons mis au point un essai de criblage et identifié les premières molécules inhibitrices de l’activité kinase de CDK10/CycQ.
Nous poursuivons l’étude des fonctions de CDK10 / CycQ essentiellement selon 4 approches : i) Identification de partenaires d’interaction de CDK10 et CycQ ; ii) Caractérisation fonctionnelle de variants de CDK10 et de CycQ impliqués dans les syndromes Al Kaissi et STAR ; iii) Approche de chimie biologique, visant à inhiber sélectivement CDK10 par des petites molécules chimiques ; iv) Invalidation du gène CDK10 par CRISPR dans des cellules humaines immortalisées.
Personnes impliquées: Sabine Genicot – IR CNRS; Thomas Robert – IE CNRS; Anne-Catherine Dock-Bregeon – DR CNRS Emérite
Anciens membres: Vincent Guen (Stagiaire M2 puis Doctorant 2010-2013); Amel Hamdi (Doctorante puis Post-Doc 2009-2013); Carly Gamble (Post-Doc 2011-2014)
Publications associées:
- Robert T, Dock-Bregeon AC, Colas P. (2021) “Functional characterization of CDK10 and cyclin M truncated variants causing severe developmental disorders” Mol Genet Genomic Med.
- Colas P. (2020) “Cyclin-dependent kinases and rare developmental disorders”. Orphanet J Rare Dis
- Robert T, Johnson JL, Guichaoua R, Yaron TM, Bach S, Cantley LC, Colas P. (2020) “Development of a CDK10/CycM in vitro kinase screening assay and identification of first small-molecule inhibitors”. Front Chem.
- Guen VJ, Edvardson S, Fraenkel ND, Fattal-Valevski A, Jalas C, Anteby I, Shaag A, Dor T, Gillis D, Kerem E, Lees JA, Colas P, Elpeleg O. (2018) “ A homozygous deleterious CDK10 mutation in a patient with agenesis of corpus callosum, retinopathy, and deafness.” Am J Med Genet.
- Guen VJ, Gamble C, Lees JA, Colas P. (2017) “The awakening of the CDK10/Cyclin M protein kinase” Oncotarget
- Guen VJ, Gamble C, Perez DE, Bourassa S, Zappel H, Gärtner J, Lees JA, Colas P. (2016) “STAR syndrome-associated CDK10/Cyclin M regulates actin network architecture and ciliogenesis.” Cell Cycle.
- Guen V, Gamble C, Flajolet M, Unger S, Thollet A, Ferandin Y, Superti-Furga A, Cohen PA, Meijer L, Colas P. (2013) “CDK10/cyclin M is a protein kinase that controls ETS2 degradation and is deficient in STAR syndrome”. Proc Natl Acad Sci USA.
Responsable du projet: Agnès Boutet (agnes.boutet@sb-roscoff.fr)
Au laboratoire, nous nous intéressons aux mécanismes physiologiques et moléculaires associés à la maintenance des cellules souches du rein des élasmobranches, une sous classe de Chondrichtyens ou poissons cartilagineux.
Les néphrons sont les unités fonctionnelles du rein. Au cours de l’embryogénèse ces structures se forment à partir d’une réserve de progéniteurs qui s’auto-renouvellent mais dont la propagation cesse après la naissance chez les mammifères. Chaque rein est composé de milliers ou de millions de néphrons. Chez les mammifères, le nombre de ces néphrons est fixe à la naissance. Ceci implique que l’épuisement de la réserve de progéniteurs est un processus physiologique et que les mammifères adultes ne peuvent pas générer de nouveaux néphrons. Au contraire, de nouveaux néphrons sont ajoutés continuellement dans le rein adulte des élasmobranches et ce processus contribue à la croissance du rein tout à au long de la vie dans ce taxon. Cette néonéphrogenèse est aussi observée à la suite d’une nephrectomie partielle chez la petite raie, Leucoraja erinacea, indiquant que l’aptitude à former de nouveaux néphrons peut être induite dans un contexte pathologique. Cette intéressante propriété de régénération du rein des élasmobranches repose sur la maintenance de la réserve des progéniteurs au-delà de la période d’embryogenèse. Nous étudions en particulier le rôle du contrôle de la synthèse protéique globale dans cette maintenance ainsi que celui de la voie mTOR, une importante voie de signalisation nécessaire à l’initiation de la traduction.
Notre modèle est la petite roussette (Scyliorhinus canicula), un requin abondant dans l’Atlantique Nord-Est. Des embryons à différents stades de développement, des juvéniles et des adultes (photos ci-après) sont disponibles à la station Biologique de Roscoff via le portail EMBRC France.
Personnes impliquées: Julia Morales DR2, Virgine Glippa AI
Anciens membres: Yasmine Lund-Ricard (thèse SU 2019-2023); Julien Calloch (Ingénieur d’étude 2017-2018)
Publications associées:
- Lund-Ricard Y, Cormier P, Morales J, and Boutet A. mTOR Signaling at the Crossroad between Metazoan Regeneration and Human Diseases. Int J Mol Sci. 2020
- Lund-Ricard Y and Boutet A. Current trends in Chondrichthyes experimental biology (2021) In: Boutet, A. & B. Schierwater, eds. Handbook of Established and Emerging Marine Model Organisms in Experimental Biology, CRC Press.