Thèse Régulation Spatiale du Génome Lors de la Réactivation du Chromosome X au Cours du Développement de la Lignée Germinale Femelle H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Montpellier
École doctorale : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé
Laboratoire de recherche : IGMM - Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier
Direction de la thèse : Maud BORENSZTEIN ORCID 0000000243785018
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-11T23:59:59

Chez les mammifères femelles, la compensation de dosage des gènes liés à l'X est assurée par l'inactivation du chromosome X (XCI), un processus maintenu de façon stable dans les cellules somatiques mais inversé dans la lignée germinale par la réactivation du chromosome X (XCR). L'XCI est médiée par la surexpression monoallélique de l'ARN non codant long Xist, porté par le chromosome X, déclenchant le recrutement de multiples facteurs répresseurs qui se propagent le long du chromosome X et conduisent à un silence transcriptionnel à l'échelle chromosomique. Les identités épigénétiques des chromosomes X actif (Xa) et inactif (Xi) sont ensuite maintenues de façon stable au fil des divisions cellulaires successives, faisant des femelles des mosaïques pour l'expression des gènes liés à l'X. Dans la lignée germinale, cependant, le Xi commence à subir une réactivation aux alentours de E8.5, de sorte que les cellules germinales primordiales (PGC) portent deux chromosomes X actifs. Le Xi hétérochromatique présente une architecture tridimensionnelle (3D) unique, caractérisée par la formation de deux mégadomaines et la perte de domaines topologiquement associés (TAD) par rapport au Xa. Cependant, la question de savoir quand et comment cette architecture chromatinienne d'ordre supérieur est remodelée au cours de la XCR dans les PGC reste non résolue.
Dans ce projet de thèse, en s'appuyant sur la dynamique bien caractérisée de la réactivation des gènes liés à l'X dans les PGC in vivo, récemment publiée par le groupe Borensztein, le/la candidat(e) décortiquera la dynamique temporelle de l'organisation chromosomique en 3D ainsi que les états chromatiniens associés et l'expression génique au cours de la XCR lors du développement des PGC.
Pour ce faire, le/la candidat(e) analysera in vivo des PGC, cellules rares, afin d'étudier les modifications 3D du Xi lors de sa réactivation et de les comparer au Xa chez les femelles XX et au Xa unique chez les mâles XY. Les PGC in vivo étant peu nombreuses et techniquement difficiles à étudier, notamment en raison du mosaïcisme lié à l'XCI aléatoire, le/la candidat(e) utilisera la technologie Hi-C en cellule unique (scHi-C) à lecture longue et spécifique des allèles dans des embryons de souris hybrides, permettant de distinguer le Xi en cours de réactivation du Xa dans chaque PGC femelle. Il/elle sera formé(e) par la Dr Borensztein, experte en scHi-C appliqué aux embryons pré-implantatoires. L'application du séquençage à lecture longue au scHi-C sera réalisée conformément aux publications récentes du Dr Tang (Université de Pékin, Chine). Le/la doctorant(e) utilisera une lignée de souris déjà établie dans le groupe, porteuse d'un rapporteur spécifique de la lignée germinale, pour isoler des PGC femelles de E8.5, lorsque Xist est réprimé, jusqu'à E16.5, lorsque la XCR complète est achevée. En combinant les nouvelles données scHi-C et les données RNA-seq publiées avec les marques Polycomb H3K27me3 obtenues par CUT&RUN, ainsi que des jeux de données non publiés du laboratoire (CUT&RUN pour H3K9me2, H2AK116ub, H3K27ac), le/la candidat(e) établira si la formation des TAD précède ou suit la réactivation transcriptionnelle et les modifications chromatiniennes, définissant ainsi une chronologie des changements conformationnels 3D au cours de la XCR in vivo. À cette fin, il/elle développera son expertise en bioinformatique grâce à une formation dédiée à l'Université de Montpellier.
Ces travaux fourniront des informations fondamentales sur les interactions entre l'organisation 3D du génome et la reprogrammation épigénétique du chromosome X au cours du développement de la lignée germinale.

In female mammals, dosage compensation of X-linked genes is achieved through X-chromosome inactivation (XCI), a process stably maintained in somatic cells but reversed in the germline by X-chromosome reactivation (XCR). XCI is mediated by the monoallelic upregulation of the X-linked long-non-coding RNA Xist, triggering the recruitment of multiple repressive factors that spread along the X chromosome, leading to chromosome-wide transcriptional silencing. The epigenetic identities of the active (Xa) and inactive (Xi) X chromosomes are then stably maintained through successive cell divisions, resulting in females being mosaics for X-linked gene expression. In the germline, however, the Xi begins to undergo reactivation around E8.5 so that primordial germ cells (PGCs) carry two active X chromosomes. The heterochromatic Xi displays a unique three-dimensional (3D) architecture, characterised by the formation of two megadomains and loss of topologically associating domains (TADs) compared to the Xa. However, when and how this higher-order chromatin architecture is remodeled during XCR in PGCs remains an unresolved question.