Rôles Fonctionnels de La Localisation Des Arnm Pendant Le Développement Précoce

**Rôles fonctionnels de la localisation des ARNm pendant le développement précoce // Functional roles of mRNA localization during early development**:

- Réf **ABG-130838**
**ADUM-64208**
- Sujet de Thèse
- 11/04/2025
- Contrat doctoral
- Université de Montpellier
- Lieu de travail- Montpellier cedex 5 - France
- Intitulé du sujet- Rôles fonctionnels de la localisation des ARNm pendant le développement précoce // Functional roles of mRNA localization during early development
- Mots clés- biologie du développement, traduction, ARN, imagerie, specification cellulaire, regulation des genes
development, translation, mRNA, imaging, cell fate decision, gene regulation

**Description du sujet**:

- Au cours du développement, les identités cellulaires se forment progressivement avec une précision et reproductibilité remarquables. Cela est en partie dû à une régulation précise de l'expression génique dans l'espace et le temps. A quelques exceptions près, notre compréhension du contrôle de l'expression génique est principalement fondée sur des études transcriptomiques, ignorant les contributions potentielles de la localisation et de la traduction des ARNm.
Alors que la précision au niveau transcriptionnel est bien documentée¹,², beaucoup moins d'informations sont disponibles concernant la synthèse des protéines, qui n'est pas nécessairement liée de manière linéaire à la transcription³.
L'hypothèse centrale de ce projet repose sur l'idée que les décisions de destinée cellulaire au cours du développement ne sont pas uniquement orchestrées par l'activation des gènes, mais pourraient également être influencées par la localisation et la traductibilité des ARNm.

La régulation des ARNm par leur localisation subcellulaire est une règle plutôt qu'une exception4-6. Dans certains cas, la localisation des ARNm vers des compartiments spécifiques favorise leur traduction locale, permettant ainsi la synthèse des protéines à l'endroit où elles sont fonctionnelles (par exemple, la myéline dans les oligodendrocytes). Cependant, dans d'autres cas, les ARNm peuvent s'assembler en complexes multimoléculaires pour empêcher leur traduction (par exemple dans certains granules). De plus, la localisation subcellulaire des ARNm est dynamique. Les ARNm peuvent changer de localisation au cours du cycle cellulaire, c'est le cas par exemple des ARNm centrosomaux7-9. La localisation des ARNm peut également évoluer lorsque l'organisation cellulaire et le contenu cytoplasmique se modifient au fur et à mesure du développement, comme lors de la gastrulation10.
Puisque la localisation des ARNm est sujette à des changements temporels pendant le développement, leur traduction est probablement dynamique elle aussi. Bien que la localisation subcellulaire de nombreux ARNm soit bien établie et conservée chez les animaux, les conséquences de cette localisation en termes de rendement protéiques sont largement méconnues.

Ce projet vise à disséquer l'impact fonctionnel de la localisation subcellulaire des ARNm à travers deux questions:
1. Comment la localisation des ARNm influence-t-elle leur stabilité, leur traduction et les niveaux finaux de protéines ?
2. Quelles sont les conséquences fonctionnelles de la localisation des ARNm à l'échelle tissulaire et embryonnaire ?
Nous aborderons ces questions pendant l'embryogenèse précoce de la drosophile, au moment de l'activation du génome zygotique11. Ce contexte biologique est idéal pour étudier les rôles de la localisation des ARNm de manière quantitative. Premièrement, l'embryon de mouche précoce est accessible aux perturbations génétiques, à l'imagerie quantitative et à la modélisation. Deuxièmement, en moins d'une heure, les noyaux expriment des combinaisons distinctes de gènes du patterning, essentiels pour la mise en place des polarités et spécifications cellulaires le long des axes antéro-postérieur (A/P) et dorso-ventral (D/V). Ces programmes d'expression sont à la base du plan d'organisation de la mouche adulte12.
- ARNm codant pour des facteurs de transcription essentiels au patterning de l'embryon12.
- ARNm codants pour des composants du centrosme7. Les centrosomes jouent un rôle crucial dans l'organisation du cytosquelette et des microtubules lors des mitoses. Leur dysfonctionnement est associé à de nombreux troubles tels que les ciliopathies.

During embryonic development, cellular identities are progressively established with striking accuracy and reproducibility. This is in part due to the precise regulation of gene expression in space and time. Our understanding of gene expression control during development, with some exceptions, is mostly based on transcriptomic studies, generally ignoring regulatory inputs from mRNA localization and translation.
While mechanisms ensuring precision at the transcriptional level are well documented1,2, much less is known concerning protein synthesis3.
The central hypothesis of this project is that cell fate decisions are controlled not only by gene activation but also