Thèse Interactions Entre les Protéines de Liaison à l'Arn les Microarn et les Modifications M6a de l'Arnm dans la Régulation de l'Expression des Oncogènes dans le Cancer du Sein H/F - Université Paris-Saclay GS Life Sciences and Health

Établissement : Université Paris-Saclay GS Life Sciences and Health
École doctorale : Structure et Dynamique des Systèmes Vivants
Laboratoire de recherche : Structure et Activité des Biomolécules Normales et Pathologiques
Direction de la thèse : Partho Sarothi RAY ORCID 0000000287953060
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-03-23T23:59:59

La N6-méthyladénosine (m6A), la modification épitranscriptomique la plus répandue chez les eucaryotes, est enrichie dans les régions 3 non traduites (3 UTR) des ARNm et régule le métabolisme des ARNm à de multiples niveaux. Il a été démontré que la m6A influence à la fois les interactions des protéines liant l'ARN (RBP) et des microARN (miARN) avec les ARNm, et pourrait donc jouer un rôle déterminant dans l'interaction entre la liaison des RBP et celle des miARN aux ARNm cibles.

À l'aide d'analyses computationnelles à l'échelle du transcriptome, une forte corrélation positive a été mise en évidence entre le nombre de sites m6A, de miARN et de RBP se liant aux ARNm, suggérant que les ARNm modifiés par la m6A sont davantage ciblés par les miARN et les RBP. De plus, les sites cibles des miARN et les sites de liaison des RBP situés à proximité les uns des autres sont également localisés à proximité des sites m6A, indiquant une interaction tripartite entre la m6A, les microARN et les RBP.

Nous émettons l'hypothèse que les modifications de l'ARNm telles que la m6A modifient la structure locale de l'ARN, influençant ainsi l'interaction des protéines liant l'ARN et du complexe microARN-RISC avec leurs sites cibles sur les ARNm. Cela ajoute un niveau supplémentaire de complexité à la régulation post-transcriptionnelle par les RBP et les miARN, en faisant des modifications de l'ARNm un facteur important de spécificité influençant la reconnaissance et la liaison des ARNm par les régulateurs post-transcriptionnels de l'expression génique.

De nombreuses études ont désormais montré que la modification m6A des ARNm joue un rôle crucial dans la régulation de l'expression génique dans le cancer. Les ARNm de nombreux oncogènes sont modifiés par la m6A dans les cellules cancéreuses, ce qui entraîne une augmentation de l'expression protéique. Toutefois, l'effet des modifications m6A sur les altérations de la structure de l'ARN et sur la liaison des RBP et des miARN n'a pas encore été suffisamment élucidé.

À partir du sous-ensemble d'ARNm présentant une proximité tripartite entre les sites m6A et les sites cibles du microARN miR-125b et de la RBP HuR, nous avons sélectionné COX7A2L, qui code une composante de la chaîne respiratoire mitochondriale et dont l'expression est augmentée dans les cellules de cancer du sein traitées par les oestrogènes. Nous proposons d'étudier si des modifications spécifiques de type m6A de l'ARN COX7A2L modifient la structure secondaire locale de l'ARN et affectent la liaison de HuR et de miR-125b à l'ARNm, influençant ainsi son expression dans les cellules de cancer du sein.

Nous proposons en outre d'examiner si l'altération de l'expression de COX7A2L, résultant des modifications m6A et des changements dans la liaison de HuR/miR-125b, entraîne des modifications métaboliques dans les cellules cancéreuses mammaires conduisant à un potentiel oncogénique accru. Enfin, nous proposons d'étendre cette étude à d'autres oncogènes dans les cellules de cancer du sein en isolant les ARNm modifiés par la m6A et en identifiant ceux dont les interactions avec HuR/miR-125b sont modifiées en réponse au traitement par les oestrogènes.

Dans l'ensemble, ce projet vise à établir une « preuve de principe » de l'effet des modifications m6A des ARNm sur la liaison des RBP et des miARN, et à déterminer l'impact des changements d'interaction RBP/miARN médiés par la m6A sur l'expression des oncogènes dans les cellules de cancer du sein.

Post-transcriptional regulation of gene expression is a critical determinant of cellular identity and function, particularly in cancer, where dysregulation of RNA metabolism contributes to oncogenic transformation and progression. RNA-binding proteins (RBPs) and microRNAs (miRNAs) are central regulators of mRNA stability, localization, and translation, acting primarily through sequence- and structure-dependent interactions within the 3 untranslated regions (3 UTRs) of target mRNAs. While extensive studies have characterized RBP-mRNA and miRNA-mRNA interactions independently, increasing evidence suggests that these regulatory mechanisms are highly interconnected and coordinated.

N6-methyladenosine (m6A) has emerged as the most abundant internal modification of eukaryotic mRNAs and a key regulator of RNA fate. m6A marks are dynamically installed, removed, and interpreted by dedicated writer, eraser, and reader proteins, enabling rapid modulation of mRNA processing, stability, and translation. Transcriptome-wide mapping studies have revealed enrichment of m6A sites in 3 UTRs and near stop codons, regions that are also hotspots for RBP and miRNA binding. Importantly, computational and experimental analyses have uncovered a strong correlation between m6A-modified transcripts and increased binding of RBPs and miRNAs, suggesting that m6A may act as a regulatory hub coordinating multiple post-transcriptional inputs.

One proposed mechanism by which m6A exerts its regulatory function is through alteration of local RNA secondary structure, a phenomenon referred to as the m6A switch, which can enhance or inhibit access of RBPs and the miRNA-induced silencing complex (miRISC) to nearby binding sites. However, despite growing recognition of this mechanism, direct functional evidence linking m6A-dependent structural changes to coordinated regulation by RBPs and miRNAs remains limited, particularly in physiologically relevant disease contexts.

In cancer, aberrant m6A modification has been implicated in the regulation of oncogene expression, tumor metabolism, and therapeutic resistance. Estrogen receptor-positive breast cancer provides a compelling model in which hormonal signaling intersects with epitranscriptomic regulation to reshape gene expression programs. Notably, mitochondrial metabolism is increasingly recognized as a driver of breast cancer progression, yet the post-transcriptional mechanisms governing expression of metabolic regulators remain incompletely understood.

This project is positioned at the intersection of epitranscriptomics, RNA structure, and post-transcriptional gene regulation. By focusing on COX7A2L and extending findings transcriptome-wide, it aims to address a critical gap in understanding how m6A-dependent modulation of RNA structure orchestrates RBP and miRNA binding to control oncogene expression and metabolic reprogramming in breast cancer.

1. Determine the effects of mRNA m6A modifications on RNA structural alteration and interaction with RNA-binding proteins and microRNAs.
2. Determine the effect of m6A modifications and altered binding of the RBP HuR and miRNA miR-125b on the expression of COX7A2L gene in breast cancer cells.
3. Determine whether the altered expression of COX7A2L as a result of m6A modifications and alterations in HuR/miR-125b binding leads to metabolic changes in the breast cancer cells leading to enhanced oncogenic potential.
4. Identify oncogenes in breast cancer cells which undergo m6A modification and altered HuR binding and expression in response to estrogen treatment.

RNA-protein interaction assays by biochemical and biophysical methods (EMSA, UV-crosslinking, ITC, NMR).
Cell transfection and reporter gene assays.
Transcriptome-wide methods (RIPseq, eCLIPseq, meRIPseq)
RNA structure probing (RNAse probing, SHAPE-Map, PIPseq)
Cellular assays for proliferation, apoptosis, colony formation etc.

Diplôme de niveau Bac +5 :
- Master 2 dans le domaine de la biologie, biologie cellulaire, biochimie
- Diplôme d'école d'ingénieur en biologie, biologie cellulaire, biochimie
Maîtrise des techniques de biologie moléculaire de base (extraction acides nucléiques, (d)PCR, RT(d)PCR), de biologie cellulaire (culture,transfection et transduction de lignées cellulaires) et de biochimie (extraction de protéines, analyses par Western-Blot).
Expérience en laboratoire de Recherche.
Capacité à appréhender de nouvelles techniques et à les mettre en place au sein du laboratoire.
Maitrise des logiciels Word, Excel, Powerpoint et analyses bioinformatiques de base (BLAST, CLUSTAL W, RNAfold, etc.)
Expérience de base en programmation (Matlab, R etc.)