Edith Heard

introduction

          Au cours du développement, des types de cellules spécialisées émergent d’un seul progéniteur commun grâce à l’expression d’ensembles spécifiques de gènes et au silence d’autres gènes. Les différences entre les types de cellules ne sont pas dues à des différences de séquence d’ADN mais plutôt à ce que l’on appelle souvent la variation épigénétique.

L’objectif du groupe d’Edith Heard est de comprendre comment les cellules peuvent exprimer leurs génomes de manière différentielle et de manière stable, bien que parfois réversible, au cours du développement, en utilisant l’inactivation du chromosome X comme modèle. L’inactivation de X est un processus normal, impliquant la mise au silence de l’un des deux chromosomes X chez les mammifères femelles. Une fois établi, l’état silencieux est maintenu de manière stable par les divisions cellulaires et tout au long de la vie adulte, mais peut être inversé à certains stades de développement, dans la lignée germinale et éventuellement dans les cellules cancéreuses. Le X inactif fournit un modèle unique de silençage épigénétique à l’échelle du chromosome.

Projets

         L’étude du processus d’inactivation du chromosome X permet de dévoiler les mécanismes moléculaires impliqués dans l’établissement, le maintien et l’inversion de l’hétérochromatine. Edith Heard et son équipe s’intéressent à quatre questions principales:

• 1 / Qu’est-ce qui sous-tend le contrôle de l’initiation de l’inactivation du chromosome X?
• 2 / Comment s’établit la répression transcriptionnelle?
• 3 / Comment l’état inactif est-il fidèlement hérité par la division cellulaire?
• 4 / Comment le développement tumoral affecte-t-il le maintien de l’état inactif du chromosome X?

To analyse the early steps of X-chromosome inactivation Edith Heard and her group study mouse embryos and mouse embryonic stem cells. In parallel, they also use human cancer cell lines, as well as breast tumor samples in collaboration with doctors at the Curie Hospital, to investigate the mechanisms underlying epigenetic instability in the context of tumor development.

Edith Heard and her team couple classic molecular approaches with the analysis of cellular behavior at the single-cell level, in fixed or live samples, thanks to the the Institut Curie’s imaging platform and the state-of-the-art microscopy tools and expertise available within the Genetics and Developmental Biology department. These approaches are combined with large-scale genomic and epigenomic techniques made possible thanks to the various technological departments of the Institut Curie. Their work is especially focused on changes in chromatin structure and nuclear organization associated with heterochromatin formation, as well as the role of non-coding RNAs such as the remarkable Xist RNA which is expressed specifically from the inactive X and underlies the initiation of X inactivation.

Impact

          Comprendre la régulation de l’expression des gènes au cours du développement normal est crucial pour notre compréhension des altérations qui peuvent conduire au cancer. En utilisant le processus d’inactivation du chromosome X comme système modèle, Edith Heard et son groupe développent des approches qui nous permettent de mieux comprendre les mécanismes fondamentaux qui sous-tendent la dynamique de l’expression des gènes pendant le développement et la différenciation cellulaire, ainsi que pendant la tumorigenèse.