Épigénétique et différenciation cellulaire

Chacune des cellules de notre corps contient la même information génétique, héritée de la fusion de gamètes maternel et paternel. Cependant, elles sont capables de se différencier en différents types cellulaire, tel que les neurones, les lymphocytes ou bien les cellules musculaires, formant ainsi une multitude de tissus. Nous étudions l'information qui est à l'origine de cette flexibilité cellulaire, appelée épigénome. Cette information est présente au sein du noyau des cellules, à travers l'organisation de l'ADN sous forme de chromatine. Elle conditionne l'expression des gènes au cours de tous les grands événements de la vie (développement embryonnaire, prolifération et différenciation cellulaire).

Nous nous intéressons plus particulièrement à la formation des gamètes, et notamment des gamètes mâles. Chaque spermatozoïde transmet les gènes du père, mais également un épigénome très particulier. En effet, le noyau des spermatozoïdes a été ré-organisé de manière très compacte, et a subi une reprogrammation intégrale. Les composants protéiques principaux et habituels de la chromatine, les histones, ont en effet été remplacés par de nouvelles protéines, les protamines, et leur mise en place est un élément clé de la fertilité masculine.

Depuis bientôt 10 ans, nous avons participé à plusieurs projets de recherche, qui ont caractérisé différents aspects de la dynamique chromatinienne lors de la gamétogenèse.
Ces projets ont permis d'effectuer une caractérisation protéomique et fonctionnelle inédite des étapes finales de réorganisation du noyau des spermatozoïdes. Ils ont été menés dans le cadre d'une collaboration étroite avec le groupe de recherche dirigé par Saadi Khochbin (site Web).

Les projets de recherche EpiGam en cours à EDyP, s'inscrivent dans la lignée des précédentes études. Ils utilisent un modèle de recherche innovant, les spores de levure, pour mettre à jour de nouveaux aspects de la dynamique chromatinienne des gamètes.

Sélection de publications :
Govin J, Gaucher J, Ferro M, Debernardi A, Garin J, Khochbin S and Rousseaux S
Proteomic strategy for the identification of critical actors in reorganisation of the post-meiotic male genome.
Molecular Human Reproduction, 2012

Govin J, Escoffier E, Rousseaux S, Kuhn L, Ferro M, Thévenon J, Catena R, Davidson I, Garin J, Khochbin S and Caron C
Pericentric heterochromatin reprogramming by new histone variants during mouse spermiogenesis.
Journal of Cell Biology, 2007

Govin J, Caron C, Escoffier E, Ferro M, Kuhn L, Rousseaux S, Eddy EM, Garin J and Khochbin S
Post-meiotic shifts in HSPA2/HSP70.2 chaperone activity during mouse spermatogenesis.
Journal of Biological Chemistry, 2006

Épigénétique et dynamique chromatinienne des gamètes : modèle « spores de levure » et protéomique (EPIGAM)

Coordinateur et responsable EDyP : Jérôme Govin Financement : ANR, Action Marie Curie (FP7) et Université Joseph Fourier de Grenoble.

Le domaine de l'épigénétique et de la dynamique de la chromatine a subi un développement exponentiel durant la dernière décennie, et de nombreux mécanismes moléculaires ont été mis à jour. Cependant, certains aspects de l'organisation de la chromatine restent obscurs. Plus particulièrement, l'organisation de la chromatine des gamètes reste très mal connue, tout comme son rôle au cours de la fécondation et du développement embryonnaire précoce. Cette question biologique possède des implications dans le domaine de l'aide médicale à la procréation, la biologie du cancer et la médecine régénérative.

Nous proposons de développer un programme de recherche ambitieux et innovant, qui vise à décrypter l'organisation épigénétique et la dynamique chromatinienne lors de la différenciation des gamètes mâles. Notre programme de recherche utilise un modèle cellulaire simple, les spores de levure, qui mime efficacement la dynamique chromatinienne des gamètes mammifères. Nos projets combinent des approches multidimensionnelles en génétique, biochimie et protéomique. En effet, EPIGAM aura un accès privilégié à des ressources uniques en protéomique présentes au sein d'EDyP. De plus, le développement de ce programme favorise la mise en place et la diffusion de nouvelles méthodes en protéomique, notamment en protéomique quantitative.

Publications :
Govin J, Gaucher J, Ferro M, Debernardi A, Garin J, Khochbin S and Rousseaux S
Proteomic strategy for the identification of critical actors in reorganisation of the post-meiotic male genome.
Molecular Human Reproduction, 2012

Govin J, Escoffier E, Rousseaux S, Kuhn L, Ferro M, Thévenon J, Catena R, Davidson I, Garin J, Khochbin S and Caron C
Pericentric heterochromatin reprogramming by new histone variants during mouse spermiogenesis.
Journal of Cell Biology, 2007

Govin J, Caron C, Escoffier E, Ferro M, Kuhn L, Rousseaux S, Eddy EM, Garin J and Khochbin S
Post-meiotic shifts in HSPA2/HSP70.2 chaperone activity during mouse spermatogenesis.
Journal of Biological Chemistry, 2006