Le pro­jet ROBUST vise à étudi­er la sta­bil­ité du cycle cel­lu­laire chez la mouche Drosophile, pour ensuite met­tre à jour les réseaux de gènes impliqués dans ce proces­sus. Il s’ag­it de la pre­mière col­lab­o­ra­tion entre le Lab­o­ra­toire de Math­é­ma­tiques Appliquées de l’UTC et le Lab­o­ra­toire de Biolo­gie du Développe­ment de l’UPMC qui ont dû s’adapter cha­cun aux méth­odes de tra­vail de l’autre…

Les études por­tant sur le cycle cel­lu­laire sont nom­breuses, notam­ment parce qu’elles s’in­tè­grent dans la recherche con­tre le can­cer. C’est dans ce cadre que prend place ROBUST, financé suite à un appel à pro­jet lancé par Sor­bonne Uni­ver­sités en 2014. 

“En fait, le Lab­o­ra­toire de Biolo­gie du Développe­ment de l’U­ni­ver­sité Pierre et Marie Curie (LBD, UPMC) nous a con­tac­tés, avec la volon­té de mod­élis­er une par­tie de ses travaux de recherche. ” indique Ghis­laine Gayraud, enseignant-chercheur au Lab­o­ra­toire de Math­é­ma­tiques Appliquées de l’U­ni­ver­sité Tech­nologique de Com­piègne (LMAC, UTC) 

Le pro­jet, ini­tié par Ghis­laine Gayraud, Pas­cal Moy­al (égale­ment enseignant-chercheur au LMAC), Frédérique Per­on­net et Michel Gho (directeurs de recherche au LBD), a démar­ré en octo­bre 2014, pour une durée d’un an. La sta­bil­ité du cycle cel­lu­laire s’é­tudie au tra­vers d’un sys­tème mod­èle, dévelop­pé dans l’équipe de Michel Gho, des soies mécano-sen­sorielles présentes sur le tho­rax de la mouche drosophile. “Les cel­lules com­posant les soies mécano-sen­sorielles présentes sur le tho­rax de la mouche drosophile subis­sent un cycle cel­lu­laire par­ti­c­uli­er appelé endo­cy­cle”, explique Frédérique Per­on­net. ” La cel­lule réplique bien son matériel géné­tique, mais elle ne se divise pas et devient donc poly­ploïde. Cette poly­ploïdie est asso­ciée à une crois­sance cel­lu­laire plus importante. 

De ce fait, la longueur des soies est pro­por­tion­nelle au nom­bre d’en­do­cy­cles subi par les cel­lules et la vari­a­tion de la taille de soies reflète la vari­a­tion du nom­bre d’en­do­cy­cles.” Le pro­jet ROBUST mod­élise la dis­tri­b­u­tion des soies sur le corps, en incor­po­rant le développe­ment de ces dernières au cours du temps. Le développe­ment des soies est filmé dans le lab­o­ra­toire de Michel Gho, et les soies sont visu­al­isées à l’aide de dif­férents mar­queurs flu­o­res­cents. “Grâce à ce dis­posi­tif expéri­men­tal, on va être capa­ble de suiv­re le nom­bre d’en­do­cy­cles, et donc la pro­gres­sion de la for­ma­tion des soies, détaille Michel Gho. 

” La mod­éli­sa­tion de l’ap­pari­tion des soies per­me­t­tra de mieux com­pren­dre le développe­ment de ces organes. Ensuite, les obser­va­tions sont réal­isées d’une part sous une une con­di­tion dite témoin, cor­re­spon­dant à des mouch­es “nor­males” et d’autre part sous une con­di­tion dans laque­lle la pro­duc­tion d’une pro­téine, la Cycline G, est dérégulée. La Cycline G est une pro­téine très con­servée au cours de l’évo­lu­tion, notam­ment chez les vertébrés où elle existe sous deux formes (G1 et G2), explique Frédérique Per­on­net. Actuelle­ment, il est mon­tré qu’elles sont dérégulées dans de nom­breux proces­sus can­céreux, sans com­pren­dre si elles sont la cause ou la con­séquence du phénomène de can­céri­sa­tion. Notre étude vise à car­ac­téris­er le rôle de cette pro­téine dans la robustesse du cycle cel­lu­laire. Nous util­isons la drosophile pour cette étude car elle ne pos­sède qu’une Cycline G, ce qui sim­pli­fie l’é­tude. Les films réal­isés vont per­me­t­tre de suiv­re la dynamique des endo­cy­cles dans chaque cel­lule, selon que l’on dérégule ou non la Cycline G, afin de déter­min­er quel est l’ef­fet final sur le développe­ment des soies, et quels sont les gènes impliqués dans ce développe­ment”, enchaîne Ghis­laine Gayraud. ” Si le nom­bre d’en­do­cy­cles dimin­ue, il y aura moins de gross­es cel­lules et les soies vont être tron­quées ou absentes.” 

Enfin, les réseaux de gènes impor­tants pour le développe­ment des soies vont être iden­ti­fiés, en étu­di­ant les dif­férences d’ex­pres­sion de gènes exprimés dans les cel­lules précurseurs des soies, en con­di­tions nor­males et lorsque la Cycline G est dérégulée. “L’é­tude de graphes en géné­tique est en plein essor en ce moment” , affirme Ghis­laine Gayraud. “Dans notre étude, on sup­pose que quelques cen­taines de gènes seraient impliqués. C’est déjà beau­coup pour une étude de graphes, surtout qu’il y a beau­coup de nœuds, c’est à dire beau­coup de gènes, mais peu de liaisons sig­ni­fica­tives entre ces gènes.” 

Une fois ces motifs de gènes iden­ti­fiés, de nou­velles expéri­men­ta­tions pour­ront être menées afin de déter­min­er plus pré­cisé­ment leur fonc­tion dans le développe­ment des soies, ain­si que le rôle de la Cycline G.