Topic description
La croissance des organes est un processus finement régulé, essentiel au développement des organismes multicellulaires. Elle repose sur l'intégration de signaux locaux, comme les morphogènes qui contrôlent l'expansion spatiale des tissus, et de signaux systémiques qui coordonnent la croissance dans le temps et entre les différentes parties du corps. Si les mécanismes qui stimulent la croissance ont été largement étudiés, ceux qui la stoppent restent encore mal compris. À quel moment un organe atteint-il sa taille finale, et quels signaux déclenchent l'arrêt de sa croissance ? C'est à cette question fondamentale que ce projet se propose de répondre.
Pour cela, le projet s'appuie sur le disque imaginal d'aile de la drosophile. Ce modèle classique en biologie du développement a largement contribué à faire progresser notre compréhension des mécanismes de régulation de la croissance et permet notamment d'utiliser des outils génétiques précis à grande échelle (cribles). Le disque d'aile est un épithélium monocouche qui prolifère durant les stades larvaires jusqu'à la transition développementale initiant la métamorphose. Longtemps considéré comme le point d'arrêt de la croissance, cette transition est aujourd'hui remise en question par les travaux récents de l'équipe. En mesurant précisément le volume des disques au cours du développement, nous avons montré que la masse tissulaire continue d'augmenter après l'arrêt de la prolifération, lors du stade pupal, grâce à une augmentation du volume cellulaire. Ces résultats redéfinissent la fenêtre temporelle de l'arrêt de la croissance et ouvrent de nouvelles perspectives sur la coordination entre croissance et morphogenèse.
L'objectif principal du projet est d'identifier les signaux responsables de l'arrêt de la croissance, en recherchant soit un signal activateur réprimé à ce moment, soit un signal inhibiteur induit. Une voie de signalisation candidate devra répondre à deux critères : ses niveaux devront varier avant et après l'arrêt de la croissance, et sa manipulation génétique devra affecter la trajectoire de croissance ainsi que la taille finale du tissu.
Le projet s'articule autour de trois objectifs complémentaires. Le premier consiste à établir le moment précis de l'arrêt de la croissance grâce à un protocole d'imagerie en live couplé à de l'analyse d'image. Le deuxième vise à identifier les changements moléculaires associés à cet arrêt via une analyse transcriptomique permettant d'établir une dynamique temporelle. Le troisième objectif consistera à valider les candidats identifiés par un crible génétique utilisant un nouvel outil optogénétique.
Ce projet, conduit au sein d'une nouvelle équipe financée par le programme ATIP-Avenir au CRBM, permettra d'apporter des réponses mécanistiques à une question longtemps restée ouverte en biologie du développement, tout en explorant une potentielle coordination systémique de l'arrêt de croissance entre organes.
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Organ growth is a finely regulated process, essential to the development of multicellular organisms. It relies on the integration of local signals, such as morphogens that control the spatial expansion of tissues, and systemic signals that coordinate growth over time and across different body parts. While the mechanisms that drive growth have been extensively studied, those that stop it remain poorly understood. At what point does an organ reach its final size, and what signals trigger the arrest of its growth? This is the fundamental question this project aims to address.
To this end, the project draws on the imaginal disc of the Drosophila wing. This classic model in developmental biology has led to major advances in our understanding of growth regulation mechanisms and, in particular, enables the use of precise genetic tools on a large scale (screening). The wing imaginal disc, a monolayered epithelium that proliferates during larval stages until the developmental transition that initiates metamorphosis. Long considered the point at which growth stops, this transition is now being challenged by the team's recent work. By precisely measuring disc volume throughout development, we have shown that tissue mass continues to increase after proliferation arrest, during the pupal stage, through an increase in cell volume. These findings redefine the time window of growth arrest and open new perspectives on the coordination between growth and morphogenesis.
The main objective of the project is to identify the signals responsible for growth arrest, by searching for either a growth-activating signal that is repressed at this point, or a growth-inhibitory signal that is induced. A candidate signalling pathway will need to meet two criteria: its levels must vary before and after growth arrest, and its genetic manipulation must affect the growth trajectory as well as the final size of the tissue.
The project is organised around three complementary objectives. The first consists of establishing the precise timing of growth arrest through a live imaging protocol combined with image analysis. The second aims to identify the molecular changes associated with this arrest via transcriptomic analysis to establish a temporal dynamic. The third objective will be to validate the identified candidates through a genetic screen using a novel optogenetic tool.
This project, carried out within a newly established team funded by the ATIP-Avenir programme at the CRBM, will provide mechanistic insights into a long-standing open question in developmental biology, while exploring a potential systemic coordination of growth arrest across organs.
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Début de la thèse : 01/10/
Funding category
Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)
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