Biologie du développement

Le Laboratoire de Biologie du Développement (LBD) étudie les mécanismes cellulaires, moléculaires, génétiques et épigénétiques du développement, de la méiose et de la fécondation à différentes échelles, du niveau moléculaire au niveau de l'organisme entier.

Le LBD s'appuie sur son expertise de longue date dans de nombreux aspects de la biologie du développement intégrative, en utilisant une grande variété d'organismes modèles : le nématode C. elegans, la Drosophile, le poisson-zèbre, le Xénope, le poulet, la souris et les plantes. Plusieurs groupes travaillent également sur des cellules et tissus humains. Le LBD est fermement orienté vers une vision moderne, quantitative et interdisciplinaire de la biologie du développement. À cet égard, notre implantation au sein de l'IBPS et dans un campus universitaire multidisciplinaire est un atout majeur.

Les questions biologiques abordées au sein du LBD sont diverses et peuvent être classées en quatre thèmes principaux.

La méiose et les premières étapes du développement. Nous étudions les mécanismes régulateurs impliqués dans la méiose, la fécondation et les étapes précoces du développement, en utilisant des approches de biologie cellulaire, d'imagerie (en particulier l'imagerie du vivant), la microscopie électronique, la biochimie et divers systèmes modèles.

Des cellules souches aux organes. Nous abordons les mécanismes d'émergence et de maintien des cellules souches, ainsi que ceux par lesquels ces cellules acquièrent leur destin et se différencient en cellules fonctionnelles matures dans de nombreux contextes: muscle, tendon, tissu adipeux, organes sensoriels, pancréas, hématopoïèse, rein, cerveau.

Contrôle biochimique et mécanique de la morphogenèse. Ce thème comprend l’étude du comportement cellulaire et tissulaire, des communications intercellulaires, de la morphogenèse tissulaire et de l'organogenèse. Ce thème a récemment évolué pour prendre en compte l'importance des forces mécaniques dans le développement. Nous étudions comment les forces physiques et les changements dans la mécanique cellulaire ou tissulaire contribuent au développement et comment les cellules détectent et répondent à ces forces physiques.

De la dynamique de la chromatine au phénotype : contrôles intrinsèques et environnementaux. Le contrôle épigénétique des processus développementaux et de la transmission transgénérationnelle des caractères est devenu un domaine de recherche majeur du LBD. Ceci comprend l'étude des petits ARN et leur rôle dans la dynamique de la chromatine, l'analyse de la robustesse intrinsèque des réseaux de régulation génique et de la régulation de la chromatine ainsi que leur sensibilité à l'environnement, ainsi que l'étude des régulations post-transcriptionnelles et du métabolisme des ARN.

Structure et Direction

Le LBD accueille environ 150 personnes réparties dans 17 équipes de recherche et 5 services communs. L'Unité est affiliée à l'UPMC et au CNRS (Unité Mixte de Recherche, UMR 7622). Le LBD comprend une Equipe de Recherche Labellisée Inserm, ERL U1156.

L'équipe de direction de LBD est composée de :

• Sylvie Schneider-Maunoury (DR1 Inserm), directrice.

• Frédérique Peronnet (DR2 CNRS), directrice adjointe - administration et ressources humaines.

• Thierry Jaffredo (DR1 CNRS), directeur adjoint - développement et mise en œuvre des technologies.

Le LBD fait partie de l'Institut de Biologie Paris-Seine (IBPS), une fédération de recherche (FR3631) dirigée par Michel Labouesse (DRCE CNRS), qui regroupe cinq unités de recherche et un département de plates-formes technologiques.

Technologies

Les organismes modèles sont au centre de notre travail de recherche et leur diversité est un atout du LBD. Ils comprennent les amphibiens, la Drosophile, le poulet, la souris, le poisson-zèbre et les plantes. En accord avec cette diversité des modèles, une diversité de techniques est également utilisée par différentes équipes : la biologie moléculaire, la biochimie, la génétique, l'analyse fonctionnelle des gènes en utilisant des technologies de pointe spécifiques à chaque organisme modèle (électroporation in utero/in ovo, transplantations de cellules et tissus, cribles génétiques ...), cultures de cellules et d’explants, imagerie du vivant, tri cellulaire, RNAseq et ChIPseq, bioinformatique, etc.

Nos recherches s'appuient de plus en plus sur des approches de biologie quantitative, qui comprennent l'acquisition et l'analyse de données à haut débit, l'imagerie cellulaire quantitative et la modélisation mathématique et physique des processus de développement. Pour ces approches, nous avons développé des collaborations avec des physiciens, des mathématiciens et des informaticiens.

Le LBD possède une forte expertise en imagerie, y compris l'imagerie du vivant, sur les cellules, les organes et les embryons entiers et développe des outils d'analyse d'images.

Nous possédons également une expertise importante dans les approches à l’échelle du génome des mécanismes de développement et des régulations géniques utilisant la transcriptomique, le ChIP-seq, la protéomique et leur analyse bioinformatique.

Le LBD a développé une plateforme de microdissection laser ouverte aux utilisateurs externes.

Impact translationnel, médical et sociétal

Étant principalement dédié à la recherche fondamentale, le LBD a également des liens avec la recherche translationnelle et médicale, souvent en collaboration avec des cliniciens ou des généticiens humains. Nos projets ont des implications sur la santé à plusieurs niveaux, indiqués ci-dessous.

Reproduction : aneuploïdie, infertilité

Maladies génétiques : maladies mitochondriales, maladies neurodéveloppementales et ciliopathies, maladies rénales.

Obésité

Réparation tissulaire, régénération : réparation des muscles et des tendons, production et amplification des cellules souches hématopoïétiques ex vivo

Cancer : leucémie, cancer du pancréas, cancer du cerveau, rhabdomyosarcome.

Notre recherche a également des applications potentielles dans le domaine de l'environnement.

Nous sommes impliqués dans des projets de recherche appliquée avec des entreprises privées et l'industrie alimentaire, ainsi que dans le développement de brevets, ce qui permet d'exploiter rapidement les données obtenues dans la recherche fondamentale.