Génomique du Développement

Konrad Guenther, Vom Urtier zum Menschen, 1909.

Pendant l'embryogenèse, l'activation et la répression des gènes dans le temps et dans l'espace permettent la formation normale des tissus et des organes. Des régions non codantes du génome, appelées régions enhancers, orchestrent ces activités et sont donc essentielles au développement de l'organisme. La perturbation de l'activité des enhancers peut entraîner des malformations ou des maladies.

Notre laboratoire étudie comment les répertoires d’enhancers façonnent les domaine d'expression génique, normaux et pathologiques, pour contrôler l’organisation des organes au cours de l'embryogenèse. Nos recherches se concentrent sur trois axes complémentaires :

• Cartographie d'enhancers spécifiques au temps et aux types cellulaires (example)
• Mécanismes régissant la formation des domaines d'expression (exemple)
• Mécanismes pathogéniques des variations non codantes  (exemple)

Dessus: domaine d'expression (en bleu) d'un gène controllant le développement des membres. Dessous: des enhancers précoces et tardifs agissent successivement pour établir le motif d'expression de leur gène cible. 

Afin d’effectuer notre recherche, notre laboratoire, en collaboration avec la plateforme de transgénèse de la faculté de médecine, utilise la complémentation tétraploïde. Cette méthode permet la production d’embryons à partir de cellules souches murines de type sauvage ou génétiquement modifiées. Cette approche, qui réduit considérablement le nombre d'animaux utilisés, a été récompensée par le prix Swiss 3RCC 2022. Nous utilisons ensuite des méthodes de pointe pour isoler les cellules d’intérêt à partir de ces embryons, analyser les altérations transcriptionnelles et chromatiniennes, et cartographier des régions enhancers.

Approche experimentale basée sur l'aggrégation tetraploide

Publications Sélectionnées

Pre-hypertrophic chondrogenic enhancer landscape of limb and axial skeleton development
Darbellay  F., Ramisch  A., Lopez-Delisle  L., Kosicki  M., Rauseo  A., Jouini  Z., Visel  A., Andrey G.
Nat Commun. 2024 Jun 6;15(1):4820. doi: 10.1038/s41467-024-49203-2.

Cell-specific alterations in Pitx1 regulatory landscape activation caused by the loss of a single enhancer.
Rouco R., Bompadre O., Rauseo A., Fazio O., Peraldi R., Thorel F. and Andrey G.
Nat Commun 12, 7235 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-27492-1

Preformed Chromatin Topology Assists Transcriptional Robustness of Shh during Limb Development.
Paliou C., Guckelberger P., Schöpflin R., Heinrich V., Esposito A., Chiariello A.M., Bianco s., Annunziatella C., Helmuth J., Haas S., Jerković I., Brieske N., Wittler L., Timmermann B., Nicodemi M., Vingron M., Mundlos S, Andrey G.
Proc Natl Acad Sci U S A. 2019 May 30. pii: 201900672. doi: 10.1073/pnas.1900672116

Dynamic 3D chromatin architecture contributes to enhancer specificity and limb morphogenesis.
Kragesteen BK, Spielmann M, Paliou C, Heinrich V, Schöpflin R, Esposito A, Annunziatella C, Bianco S, Chiariello AM, Jerković I, Harabula I, Guckelberger P, Pechstein M, Wittler L, Chan WL, Franke M, Lupiáñez DG, Kraft K, Timmermann B, Vingron M, Visel A, Nicodemi M, Mundlos S, Andrey G.
Nat Genet. 2018 Oct;50(10):1463-1473. doi: 10.1038/s41588-018-0221-x. Epub 2018 Sep 27.

Characterization of hundreds of regulatory landscapes in developing limbs reveals two regimes of chromatin folding.
Andrey G, Schöpflin R, Jerković I, Heinrich V, Ibrahim DM, Paliou C, Hochradel M, Timmermann B, Haas S, Vingron M, Mundlos S.
Genome Res. 2017 Feb;27(2):223-233. doi: 10.1101/gr.213066.116. Epub 2016 Dec 6.

Formation of new chromatin domains determines pathogenicity of genomic duplications.
Franke M, Ibrahim DM, Andrey G, Schwarzer W, Heinrich V, Schöpflin R, Kraft K, Kempfer R, Jerković I, Chan WL, Spielmann M, Timmermann B, Wittler L, Kurth I, Cambiaso P, Zuffardi O, Houge G, Lambie L, Brancati F, Pombo A, Vingron M, Spitz F, Mundlos S.
Nature. 2016 Oct 13;538(7624):265-269. doi: 10.1038/nature19800. Epub 2016 Oct 5.

Deletions, Inversions, Duplications: Engineering of Structural Variants using CRISPR/Cas in Mice.
Kraft K, Geuer S, Will AJ, Chan WL, Paliou C, Borschiwer M, Harabula I, Wittler L, Franke M, Ibrahim DM, Kragesteen BK, Spielmann M, Mundlos S, Lupiáñez DG, Andrey G.
Cell Rep. 2015 Feb 4. pii: S2211-1247(15)00029-7. doi: 10.1016/j.celrep.2015.01.016.

A switch between topological domains underlies HoxD genes collinearity in mouse limbs.
Andrey G, Montavon T, Mascrez B, Gonzalez F, Noordermeer D, Leleu M, Trono D, Spitz F, Duboule D.
Science. 2013 Jun 7;340(6137):1234167. doi: 10.1126/science.1234167.