Mots-Clés

régénération génomique comparative transcriptomique analyse de données

Description

Contexte du stage

La régénération, c'est-à-dire la capacité de restaurer des parties du corps après une amputation, est un phénomène observé dans la plupart des animaux. Cependant, le potentiel de régénération varie considérablement d'une espèce à l'autre : chez certaines, seuls des organes spécifiques peuvent être régénérés (par exemple le foie chez l'homme ou la souris), tandis que chez d'autres, il est possible de reformer des structures complexes entières (par exemple les membres), voire le corps entier. Malgré ces différences, on considère que tous les événements de régénération suivent trois étapes clés : (i) la cicatrisation (formation d'une barrière épithéliale contre les agressions environnementales), (ii) l'activation des précurseurs qui participeront à la formation d'un blastème (une structure spécifique à la régénération, à l'origine de la partie régénérée), et (iii) la morphogenèse (la reformation macroscopique de la partie manquante impliquant le modelage, la différenciation et la croissance).

Malgré un intérêt de longue date pour la régénération, seule une poignée d'études comparatives ont testé la conservation potentielle (ou au contraire la divergence potentielle) des mécanismes de régénération chez les animaux. Toutefois, ces études présentent d'importantes limites. En effet, elles se concentrent sur une poignée d'espèces, principalement des vertébrés, et seul un petit nombre de types de régénération est échantillonné. Par conséquent, la question de savoir s'il existe des mécanismes conservés ou des programmes génétiques régissant la régénération chez tous les animaux reste ouverte et très importante. Notre objectif est de déterminer si des étapes spécifiques de la régénération sont génétiquement conservées au cours de l'évolution. En outre, nous cherchons à déterminer si la machinerie génétique est conservée entre les principaux types de régénération. Le nombre d'études RNA-seq portant sur la régénération chez les métazoaires a considérablement augmenté récemment, permettant maintenant des études comparatives détaillées chez une grande variété d'animaux et l'identification de gènes conservés impliqués dans la régénération chez les métazoaires.

Objectifs du stage

L'objectif principal du stage est d'analyser la conservation de la machinerie génétique de la régénération à travers divers types et espèces de régénération en utilisant des approches in-silico dans un cadre de génomique comparative. En utilisant un certain nombre de données RNA-seq disponibles publiquement, le/la stagiaire identifiera les gènes qui sont impliqués dans la régénération à travers diverses espèces, types de régénération et étapes de régénération. Le/la stagiaire analysera ensuite ces gènes dans un cadre de génomique comparative afin de déterminer si les mêmes gènes sont utilisés au cours de différents types de régénération à travers diverses espèces pour établir les schémas de conservation de la machinerie génétique de la régénération. Au cours de ce projet, le/la stagiaire développera et améliorera ses compétences en matière de script de base (bash), d'analyse de données (python, R), de statistiques (R) et d'utilisation de clusters à haute performance. Il/elle utilisera des programmes et des pipelines disponibles et largement utilisés par la communauté, et écrira ses propres programmes en fonction des besoins du projet.

Bibliographie

- Bideau L, Kerner P, Hui J, Vervoort M, Gazave E. 2021. Animal regeneration in the era of transcriptomics. Cell. Mol. Life Sci. 78:3941–3956.

- Tiozzo S, Copley RR. 2015. Reconsidering regeneration in metazoans: an evo-devo approach. Front. Ecol. Evol. 3:67.

- Parey E, Ortega-Martinez O, Delroisse J, Piovani L, Czarkwiani A, Dylus D, Arya S, Dupont S, Thorndyke M, Larsson T, et al. 2023. The brittle star genome illuminates the genetic basis of animal appendage regeneration. bioRxiv:2023.10.30.564762.

- Sierra NC, Olsman N, Yi L, Pachter L, Goentoro L, Gold DA. 2024. A Novel Approach to Comparative RNA-Seq Does Not Support a Conserved Set of Orthologs Underlying Animal Regeneration. Genome Biol. Evol. 16:evae120.