Régulation post-transcriptionnelle de la réponse immune adaptative et de la tumorigenèse.

Responsable : Manuel Diaz Munoz

Objectifs Scientifiques

Le développement d’une réponse immune adaptative est essentiel pour combattre les infections ainsi que pour assurer l’efficacité des vaccins. La réponse immune adaptative repose sur l’activation des lymphocytes T et B, et leur différenciation en cellules mémoires et en plasmocytes qui assurent une protection à long terme. La compréhension des mécanismes génétiques contrôlant le développement et la fonction des lymphocytes est la base de notre recherche.
L’information génétique codée par nos gènes contrôle tous les aspects de la réponse immunitaire. L’ADN est transcrit en ARN messager (ARNm) qui est ensuite traduit en protéines qui elles mêmes peuvent moduler les réponses immunitaires. La vie de l’ARNm est compliquée. Des changements dans la nature de sa séquence nucléotidique ainsi que des changements dans la localisation et la stabilité de l’ARNm déterminent l’abondance et la fonction des protéines dans les cellules immunitaires. Un contrôle rapide de l’interaction de l’ARNm avec les protéines de liaison à l’ARN est essentiel pour la synthèse, les modifications post-transcriptionnelles et la traduction de l’ARNm et, plus généralement, pour le développement d’un système immunitaire fonctionnel. Notre recherche vise à comprendre comment les protéines de liaison à l’ARN contrôlent les aspects fondamentaux du développement et de la différenciation des lymphocytes et comment elles empêchent la survenue de tumeurs d’origine lymphocytaire. Notre recherche est divisée en trois axes principaux :

Nos Projets


AXE 1: Comprendre comment la régulation post-transcriptionnelle de l’ARN contrôle les réactions dans les centres germinatifs.

La formation des centres germinatifs (GC) est une caractéristique de la lutte contre les pathogènes, mais ceux-ci sont aussi la source de la plupart des lymphomes B non hodgkiniens. Les GC sont des structures anatomiques distinctes qui se forment dans les organes lymphoïdes secondaires, tels que la rate et les ganglions lymphatiques lors d’une l’infection par un pathogène. Ils ne constituent pas seulement des sites où se déroule l’expansion clonale des lymphocytes B, mais aussi où le répertoire d’anticorps se diversifie. En effet, dans les GC, les lymphocytes B subissent une maturation d’affinité qui correspond à la mutation des gènes codant pour les immunoglobulines (Ig) qui est suivie par la sélection des cellules exprimant des immunoglobulines d’affinité augmentée. Ce processus génère les cellules productrices d’anticorps et des lymphocytes B mémoires qui protègent contre les infections récurrentes. Un contrôle strict de l’hypermutation somatique des Ig et de la réparation des lésions de l’ADN est essentiel à la production d’anticorps. En effet des mutations mal ciblées peuvent conduire à des translocations chromosomiques et à une transformation tumorale des lymphocytes B.

Notre recherche combine l’utilisation de modèles de souris transgéniques et les technologies de séquençage profond de l’ARN pour explorer le rôle des protéines de liaison de l’ARN lors du développement des lymphocytes B, ainsi que pour les CG et la production d’anticorps. En particulier, nous étudions comment la régulation de l’épissage et de la traduction de l’ARNm peut affecter le métabolisme des lymphocytes B et l’expansion et la différenciation des lymphocytes B en réponse à des modèles d’infection et de vaccination avec des antigènes modèles.

 

AXE 2: Mécanismes post-transcriptionnels de l'expression de protéines oncogènes lors de la réponse au stress génotoxique.

Comprendre comment les protéines de liaison à l’ARN permettent la commutation isotypique et l’hypermutation somatique dans les lymphocytes B des GC tout en préservant l’intégrité du génome est un point fondamental de notre recherche.

La mutagenèse et la réparation de l’ADN sont des processus particulièrement régulés et liés au cycle cellulaire. Différents points de contrôle du cycle cellulaire (aux phases G1, S et M) permettent l’évaluation et l’élimination des lymphocytes B des GC ayant acquis des mutations potentiellement oncogéniques. Les protéines de liaison à l’ARN jouent un rôle fondamental dans ce processus car elles contrôlent non seulement la prolifération des lymphocytes et la progression du cycle cellulaire, mais aussi modulent la synthèse rapide de protéines clés du cycle cellulaire et de régulateurs reconnaissant les dommages de l’ADN tels que p53.

Notre recherche vise à caractériser les mécanismes moléculaires et les voies de signalisation cellulaires qui modulent la localisation subcellulaire de l’ARNm et la traduction des oncogènes dans les lymphocytes B subissant des processus de modifications de l’ADN tels que la commutation isotypique et l’hypermutation somatique. Nous explorerons comment les protéines liant l’ARN contribuent à la sélection des lymphocytes B mutées produisant des anticorps de haute affinité tout en empêchant leur transformation tumorale.

 

AXE 3: Développement de nouveaux outils pour l’analyse du transcriptome et translatome des lymphocytes.

Comprendre la régulation du développement et de la différenciation lymphocytaire nécessite une analyse approfondie du génome cellulaire, du transcriptome et du translatome. Le développement des techniques de séquençage de nouvelle génération (NGS) a révélé des réseaux de molécules d’ARNm qui réagissent de manière similaire à un stimulus donné. Ces avancées technologiques ont permis de déchiffrer les propriétés de liaison à l’ARN de centaines de protéines et d’identifier l’ensemble des protéines de liaison à l’ARN associées à un seul transcrit. L’interprétation et l’intégration de ces données globales pour comprendre la régulation du développement des lymphocytes est un des grands objectifs de notre laboratoire.

Nous appliquons des méthodes NGS (iCLIP) pour identifier les interactions physiques entre les protéines de liaison de l’ARN et leurs cibles ARNm dans les lymphocytes B primaires à l’échelle globale. L’intégration de l’interactome proteine:ARN, du transcriptome et du translatome (mesurés par RiboSeq et Polysome + séquençage) nous a permis de découvrir les principales fonctions moléculaires des protéines de liaison à l’ARN HuR et Tia1 dans les lymphocytes B. Certaines des fonctions régulatrices exercées par ces protéines de liaison à l’ARN sur leurs ARNm cibles sont médiées par leur liaison aux éléments régulateurs présents dans la région 3′ non traduite (3’UTR). Comment la liaison de HuR et Tia1 aux régions 3’UTR de leur ARNm cibles affectent la localisation subcellulaire des ARNm, leur stabilité et leur dégradation sont des questions importantes pour comprendre la régulation de l’expression d’oncogènes dans les lymphocytes B primaires et dans les cellules de lymphome B.

Autres informations


Notre Équipe

Notre équipe a été établie au CPTP en 2018. Nous cherchons activement des chercheurs jeunes et talentueux qui partagent nos intérêts dans la recherche biomédicale et l’immunologie. Des demandes informelles seront considérées pour ceux qui souhaitent se joindre à nous. Veuillez envoyer votre CV (maximum trois pages A4 incluant vos contributions scientifiques) et une lettre de motivation décrivant vos intérêts par email. Les options de financement (bourses d’études, bourses de recherche et contrats de travail associés au projet) seront discutées en fonction du mérite du candidat et de ses attentes professionnelles.

Publications clés

2018

Turner, M; Diaz-Munoz, M D

RNA-binding proteins control gene expression and cell fate in the immune system Article de journal

Nat Immunol, 19 (2), p. 120-129, 2018, ISSN: 1529-2916 (Electronic) 1529-2908 (Linking).

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Monzon-Casanova, E; Screen, M; Diaz-Munoz, M D; Coulson, R M R; Bell, S E; Lamers, G; Solimena, M; Smith, C W J; Turner, M

The RNA-binding protein PTBP1 is necessary for B cell selection in germinal centers Article de journal

Nat Immunol, 2018, ISSN: 1529-2916 (Electronic) 1529-2908 (Linking).

Liens | BibTeX

2017

Diaz-Munoz, M D; Kiselev, V Y; Le Novere, N; Curk, T; Ule, J; Turner, M

Tia1 dependent regulation of mRNA subcellular location and translation controls p53 expression in B cells Article de journal

Nat Commun, 8 (1), p. 530, 2017, ISSN: 2041-1723 (Electronic) 2041-1723 (Linking).

Liens | BibTeX

Diaz-Munoz, M D; Monzon-Casanova, E; Turner, M

Characterization of the B Cell Transcriptome Bound by RNA-Binding Proteins with iCLIP Article de journal

Methods Mol Biol, 1623 , p. 159-179, 2017, ISSN: 1940-6029 (Electronic) 1064-3745 (Linking).

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2016

Galloway, A; Saveliev, A; Lukasiak, S; Hodson, D J; Bolland, D; Balmanno, K; Ahlfors, H; Monzon-Casanova, E; Mannurita, S C; Bell, L S; Andrews, S; Diaz-Munoz, M D; Cook, S J; Corcoran, A; Turner, M

RNA-binding proteins ZFP36L1 and ZFP36L2 promote cell quiescence Article de journal

Science, 352 (6284), p. 453-9, 2016, ISSN: 1095-9203 (Electronic) 0036-8075 (Linking).

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Tiedje, C; Diaz-Munoz, M D; Trulley, P; Ahlfors, H; Laass, K; Blackshear, P J; Turner, M; Gaestel, M

The RNA-binding protein TTP is a global post-transcriptional regulator of feedback control in inflammation Article de journal

Nucleic Acids Res, 44 (15), p. 7418-40, 2016, ISSN: 1362-4962 (Electronic) 0305-1048 (Linking).

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2015

Diaz-Munoz, M D; Bell, S E; Fairfax, K; Monzon-Casanova, E; Cunningham, A F; Gonzalez-Porta, M; Andrews, S R; Bunik, V I; Zarnack, K; Curk, T; Heggermont, W A; Heymans, S; Gibson, G E; Kontoyiannis, D L; Ule, J; Turner, M

The RNA-binding protein HuR is essential for the B cell antibody response Article de journal

Nat Immunol, 16 (4), p. 415-25, 2015, ISSN: 1529-2916 (Electronic) 1529-2908 (Linking).

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Diaz-Munoz, M D; Bell, S E; Turner, M

Deletion of AU-rich elements within the Bcl2 3'UTR reduces protein expression and B cell survival in vivo Article de journal

PLoS One, 10 (2), p. e0116899, 2015, ISSN: 1932-6203 (Electronic) 1932-6203 (Linking).

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Soutiens

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