Régulation de la transcription

Les instructions nécessaires à la vie d’un organisme sont stockées sous forme de gènes dans son ADN. Cette information génétique doit être consultée, récupérée et décodée dans un processus appelé expression génique. L'expression des gènes doit se produire d'une manière contrôlée avec précision afin de convertir le génotype d'un organisme en phénotype. L'expression erronée des gènes, en revanche, a de graves conséquences. L'objectif de notre équipe est d'obtenir une compréhension détaillée et mécanistique des machineries cellulaires qui réalisent l'expression des gènes. Ceci est important pour plusieurs raisons :

1. L'expression des gènes joue un rôle fondamental et affecte presque tous les aspects de la biologie. Une grande partie de notre intérêt pour comprendre l'expression des gènes est donc motivée par la curiosité.
2. La majorité des médicaments contre les agents pathogènes humains ciblent les enzymes impliquées dans l'expression des gènes. Mieux vous comprendrez votre cible, mieux vous comprendrez comment améliorer les médicaments ou en concevoir de nouveaux.
3. De nombreuses pathologies humaines, notamment les cancers, les troubles neuro-développementaux ou les maladies auto-immunes, sont le résultat d'une expression génique mal régulée. Cependant, une condition préalable pour développer des stratégies efficaces contre une maladie spécifique, est de comprendre le processus sous-jacent de manière aussi détaillée que possible.

La première étape de l'expression des gènes consiste à transcrire l'ADN en ARN et elle est réalisée par une enzyme universellement conservée appelée ARN polymérase. Le transcrit d'ADN, appelé ARN messager ou ARNm, est ensuite traduit en protéine par une autre machine moléculaire universellement conservée appelée ribosome. Chez de nombreux organismes, y compris l’Homme,  l'ARNm est maturé avant d’être traduit.

L'expression des gènes est étroitement contrôlée à chaque étape, mais la transcription est sans doute l'une des cibles les plus importantes pour les processus de régulation. L'un des axes de recherche de notre équipe est de comprendre comment des protéines appelées facteurs de transcription sont capables de réguler l'ARN polymérase et donc de moduler la transcription de l'ADN en ARN. La transcription est souvent directement régulée par l'ARN lui-même et nous aimerions comprendre comment les éléments régulateurs de l'ARN affectent l'ARN polymérase. Enfin, les enzymes réalisant l'expression des gènes n'opèrent pas isolément. Elles sont souvent organisées en assemblages supramoléculaires plus grands. Dans ces assemblages leurs fonctions sont coordonnées et de nouvelles fonctions peuvent émerger. Nous abordons de plus en plus cet aspect et étudions comment l’activité de l'ARN polymérase est coordonnée avec l’activité d'autres enzymes clés chez des organismes plus évolués.

Nous utilisons des modèles bactériens ou eucaryotes et combinons la biologie moléculaire et la biochimie avec la cristallographie aux rayons X et la cryo-microscopie électronique pour décrire ces processus au niveau moléculaire.