Genes, Rhythm and Neurophysiopathology

Team leader: 
Description: 

The fourth dimension of our universe remains elusive. To date, no one is able to define time or explain why, unlike the three other dimensions, it is unidirectional. However, even in the absence of calendars, our bodies live and vibrate to the rhythm of internal chronometers called circadian clocks.

Profound shifts in our body clock can be observed in teenagers, elderly people or patients with cerebral diseases. The team's mission is to study the roles of genes and proteins involved in circadian rhythms or in neurodevelopmental (autism spectrum disorders, Prader Willi syndrome) and neurodegenerative (Alzheimer’s disease) pathologies.

GRAN team focuses on

  • 3 major topics: time windows, plasticity and time-associated brain diseases
  • 4 issues:  hormones/steroids, synapses, cerebral chemoreceptors and non-coding RNAs
  • 4 tools and techniques: animal behaviour, bioinformatics and genomic imprinting, immunochemistry.

 

Public Summary: 

" For a better understanding of life’s rhythms "

 

The team's research focuses on the molecular mechanisms of biological rhythms and on neuro-developmental or neurodegenerative pathologies that are associated with alterations in these rhythms.

While to date no one is able to define time or explain why, unlike the three other dimensions, it is unidirectional, it is known that even in the absence of calendars, our bodies live and vibrate to the rhythm of internal chronometers called circadian clocks.

Profound shifts in our body clock can be observed in teenagers, elderly people or patients with cerebral diseases. The team's mission is to study the roles of genes encoding or not proteins in circadian rhythms or pathologies associated with circadian dysfunctions (autism spectrum disorders, Prader Willi syndrome, Alzheimer’s disease).

Research topics: 

1. Further characterize the molecular mechanisms involved in the control of circadian gene expression, especially those involving lncRNAs such as Neat1 or Malat1

PIs : A.M. François-Bellan & J.L. Franc

2. Improving our knowledge on the pathophysiology of the Prader Willi syndrome and its related circadian anomalies and identifying the genes involved in these dysfunctions

PIs : A.M. François-Bellan & D. Becquet

3. Uncovering the roles and mechanisms of action/regulation of MOCOS and its associated molecules in the overall neurodevelopmental processes, especially in autistic patients

PIs : F. Feron & B. Gepner

4. Understanding, using a mouse model of Alzheimer’s disease, the roles of cerebral chemoreceptors and further characterizing the mechanisms underlying circadian/sleep dysregulation and neurodegeneration

PIs : G. Guiraudie-Capraz, F. Féron & A.M. Francois-Bellan

Open Positions

PROPOSITION SUJET DE THESE

Rôle du long ARN non-codant Neat1 dans la physiologie circadienne de l’horloge hypophysaire

 

Équipe: Genes rythmes et Neurophysiopathologie

Directeur de Thèse : Dr François-Bellan Anne Marie (CRHC INSERM)

Positionnement du projet

La plupart des fonctions physiologiques ou comportementales des organismes oscillent sur une période de 24 heures. C’est l’horloge circadienne qui, à traversl’expression rythmique de gènesau niveau cellulaire, gouverne la rythmicité de cesfonctions. On découvre aujourd’hui que ces rythmes d’ARNm reposent davantage sur des mécanismes post-transcriptionnels rythmiques que sur une transcription rythmique. Nous avons identifié, dans une lignée de cellules hypophysaires, un mécanisme post-transcriptionnel qui implique des structures nucléaires, les paraspeckles dont le nombre varie au cours de 24h dans le noyau des cellules. Les paraspeckles sont des sous-domaines nucléaires composés d’un long ARN non codant, Neat1, et de protéines associées et ils sont capables de retenir dans le noyau des ARNs. Nous avons montré que la rythmicité des paraspeckles qui découle de la rythmicité d’expression de leurs constituants (Neat1 et protéines associées) entraine une rétention nucléaire rythmique des ARNm cibles avec en corollaire un rythme d’expression de ces ARNm.

Objectifs

  1. élucider les mécanismes qui concourent à une rythmicité d’expression de Neat1. Nos données actuelles suggèrent une transcription rythmique de Neat1 dont nous poursuivrons la caractérisation.
  2. évaluer quantitativement la contribution de Neat1 au transcriptome circadien des cellules hypophysaires. Une analyse différentielle du transcriptome rythmique de cellules wild-type comparées à des cellules KO Neat1 récemment établies sera réalisée.
  3. caractériser les déterminants moléculaires des ARNms qui les rendent cibles des paraspeckles.
  4. caractériser le rôle plus spécifique de Neat1dans les fonctions endocriniennes hypophysaires, en particulier son rôle régulateur surl’expression du gène hormonal de la prolactine que nous avons mis en évidence.

Méthodes

  • clonage de régionspromotrices, de régions 3’-UTR
  • réalisation de constructions moléculaires
  • mutagénèse dirigée
  • transfection cellulaire
  • édition génétique par la technique CRISPR/Cas9
  • utilisation de siRNA
  • RNA pull-down
  • Immunoprécipitation de la Chromatine
  • RT-qPCR
  • analyse bioinformatique de données NGS
  • analyse de la rythmicité circadienne à l’aide d’un appareil «Lumicycle»

Résultats attendus

Ce projet permettra de préciser le rôle de Neat1 dans la physiologie hypophysaire ainsi que les mécanismes moléculaires qui sous-tendent ses effets. De plus en plus de données rapportent le rôle de longs ARN non-codants dans la pathogénie de nombreuses maladies. Décoder les mécanismes moléculaires qui impliquent l’un d’entre eux dans le fonctionnement de l’horloge hypophysaire peut, dès lors à terme, permettre d’identifier des candidats moléculaires participant à l’étiologie de pathologies impliquant les hormones hypophysaires chez l’homme.

Profil du candidat demandé

Le candidat aura de solides bases en neuroendocrinologie et en biologie moléculaire et un intérêt tout particulier pour la chronobiologie.

Team Publications