Prix Paul Doistau-Émile Blutet pour Giacomo Cavalli

- Prix Paul Doistau-Émile Blutet pour Giacomo Cavalli

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Le prix Paul Doistau-Émile Blutet (biologie moléculaire et cellulaire, génomique) de l'Académie des Sciences vient d'être attribué à Giacomo Cavalli, chercheur et directeur du département de Dynamique du génome à l’Institut de Génétique Humaine (IGH). Ses travaux portant sur la régulation épigénétique de l'identité cellulaire ont permis une meilleure compréhension du rôle de deux groupes de protéines "Polycomb" et "Trithorax".

La régulation épigénétique de l'identité cellulaire
Les recherches des dernières années ont montré que nombreux processus biologiques essentiels pour le développement et la vie adulte dépendent des phénomènes "épigénétiques", c'est-à-dire que différentes cellules et tissus acquièrent des "identités" différentes, même si l'ADN de chaque cellule est identique. Ces identités sont maintenues durablement tout au long de la vie des cellules et sont transmises aux cellules filles de façon héréditaire. Durant les vingt dernières années, il a été montré que les différentes identités cellulaires dépendent de la régulation de la condensation de l'ADN dans les noyaux des cellules. Cette condensation est obtenue grâce à l'enroulement de l'ADN autour des protéines nommées histones. Les structures formées via l'association de l'ADN avec les histones sont appelées nucléosomes, et ce sont des longues chaînes de nucléosomes qui forment les chromosomes de nos cellules. Or, la structure des différentes régions chromosomiques est régulée par des facteurs appelés "Polycomb" et "Trithorax". Les protéines Polycomb conduisent à la formation de structures nucléosomales condensées et inactives, alors que les protéines Trithorax ouvrent les nucléosomes et permettent à l'ADN d'exprimer son information génétique pour obtenir les ARNs et protéines cellulaires. Ces facteurs sont ainsi capables de réguler des gènes clé durant le développement. Ces protéines jouent donc un rôle primordial dans le maintien de la mémoire de l'identité cellulaire et, lorsque leur fonction est perturbée, les cellules perdent leur identité et peuvent induire des pathologies comme le cancer. Les recherches de Giacomo Cavalli ont contribué à la compréhension du rôle de  ces deux groupes de protéines.

Recherches antérieures et en cours
 Les recherches antérieures de Giacomo Cavalli ont montré que les protéines Polycomb et Trithorax peuvent transmettre de manière héréditaire la mémoire des états activés et réprimés de leurs gènes cibles. Elles ont permis notamment d'identifier des protéines et des séquences d'ADN responsables de cette mémoire. De plus, elles ont conduit à la découverte que la transmission de la mémoire chromatinienne met en jeu l'organisation de l'architecture des chromosomes dans l'espace tridimensionnel des noyaux des cellules, ainsi que des ARNs non codants. Enfin, l'équipe Cavalli a contribué à l'identification des gènes cibles des facteurs Polycomb et trithorax. Les recherches en cours visent à comprendre les phénomènes d'hérédité épigénétique en utilisant des techniques de génétique du développement et de biologie moléculaire et cellulaire. L'équipe Cavalli analyse dans le détail les régions d'ADN fixées par les protéines Polycomb. Elle étudie aussi le rôle de l’architecture chromosomique dans la transmission de la mémoire cellulaire via l’identification des séquences d’ADN et de protéines requises pour une correcte organisation tridimensionnelle des chromosomes. Enfin, certains gènes régulés par les protéines Polycomb et Trithorax dans le génome sont capables d'induire la formation de cancers lorsqu'ils perdent leur régulation normale. En effet, les toutes dernières recherches de l'équipe Cavalli ont conduit à la découverte d'une action anti-oncogénique pour un facteur Polycomb. L'ensemble de ces études devrait donc contribuer à mieux comprendre les mécanismes chromosomiques à la base du maintien des processus cellulaires normaux et pathologiqueset l'équipe Cavalli est en train d'étudier les mécanismes moléculaires à la base de ce phénomène.

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