Prémisse

Les cellules représentent les unités de base dans l’assemblage d’organismes complexes et peuvent exister sous une multitude de formes. Cette diversité permet à différentes cellules d’entreprendre des activités complexes et spécialisées au sein de l’organisme, tel que migrer, se diviser, absorber des nutriments et réagir aux signaux de l’environnement. La perturbation de cette organisation cellulaire normale représente une caractéristique classique des cellules cancéreuses. Notre laboratoire cherche à comprendre comment l’architecture et les fonctions cellulaires sont influencées par la localisation subcellulaire des ARN messagers, des molécules encodées par le génome qui transmettent l’information génétique permettant la production de protéines dans la cellule. Pour ces études, nous utilisons un organisme modèle expérimentalement puissant, la mouche à fruit Drosophila melanogaster. En combinant la versatilité de la génétique de la Drosophile à des approches d’imagerie à haute-résolution et de génomique fonctionnelle, le laboratoire vise à disséquer les mécanismes moléculaires contrôlant le ciblage des ARN et leur impact sur l’organisation cellulaire. Les études effectuées avec des organismes modèles simples, tel que la mouche à fruit, ont grandement contribué à notre compréhension d’une multitude de processus cellulaires essentiels et à la façon dont ceux-ci s’avèrent perturbés dans des circonstances pathologiques, dont le cancer.


Le travail

Le Laboratoire Lécuyer s’intéresse à comprendre l’impact de la localisation intracellulaire des ARNm sur la fonction et l’organisation des cellules. Le trafiquage combiné à la traduction localisée des ARNm représentent un mécanisme important pour contrôler la distribution intracellulaire des protéines. Ce mécanisme est impliqué dans une variété de processus biologique importants, dont la spécification des axes embryonnaires durant le développement, la migration et l’adhésion cellulaire, la division cellulaire asymétrique, et la plasticité synaptique [voir articles de revue par St-Johnston (2005) Cell; Martin et Ephrussi (2009) Cell]. En général, la localisation d’un transcript d’ARNm est dictée par des éléments de régulation en cis retrouvés dans la molécule d’ARNm, qui sont spécifiquement reconnus par des machineries de transport protéiques responsables d’acheminer l’ARNm vers une destination particulière à l’intérieur de la cellule.


L'innovation

Traditionnellement, on a cru que la localisation des ARNm était un processus rare. Cependant, des études génomiques récentes suggèrent que le trafiquage des transcrits d’ARNm est un phénomène beaucoup plus prévalent qu’on ne le croyait [voir revue par Lécuyer et al. (2009) Curr Opin Cell Biol]. Par exemple, une étude par hybridation in situ à fluorescence (FISH) à haute-résolution couvrant 4000 gènes chez la Drosophile a démontré qu’environ 70% des ARNm sont localisés au cours de l’embryogen se chez cet organisme, et ce dans des patrons qui corrèlent fortement avec la fonction/distribution des protéines encodées [Lécuyer et al. (2007) Cell; voir exemples de patrons de localisation dans la Fig 2]. Ces résultats, combinés à ceux d’autres études, suggèrent que les voies de trafiquage des ARNm ont un impact majeur sur l’assemblage et l’organisation des réseaux protéiques cellulaires. Toutefois, les fonctions précises et les mécanismes de ciblage des ARNm restent largement inconnus.


Le future

Notre laboratoire cherche à définir les mécanismes de localisation des ARNm. Nous focalisons particulièment nos études sur les groupes de transcrits qui démontrent une localisation sur la chromatine et au niveau de l’appareillage mitotique, dont les patrons suggèrent un rôle dans le maintient de la stabilité génomique et la division cellulaire. Pour comprendre ces processus, nous employons une variété d’approches expérimentales, incluant la biologie moléculaire et cellulaire, la biochimie, l’imagerie moléculaire à haute-résolution, et des stratégies de génomique fonctionnelle basées sur la microscopie à haut-débit. De plus, pour comprendre l’impact de la localisation des ARNm in vivo, nous utilisons un organisme modèle puissant de point vue génétique, la mouche à fruit Drosophila melanogaster. Ci-dessous vous trouverez des photos de notre laboratoire et de certains équipements que nous utilisons dans nos études. En combinant ces méthodes expérimentales variées, nous visons à élucider le rôle du trafiquage intracellulaire des ARNm sur physiologie cellulaire normale et comment ces voies s’avèrent perturbées dans différentes maladies.