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Proposition de stage

Proposition de stage de M2 – Année universitaire 2021 – 2022

Développement d’algorithmes d’imagerie pour suivre la dynamique de l’hétérochromatine constitutive.

Profil de formation de l’étudiant : Bioinformatique.

Ce projet fait partie d’un programme de recherche plus vaste étudiant l’impact des risques environnementaux sur la robustesse développementale en utilisant comme système modèle les organes sensoriels de Drosophila melanogaster. La robustesse développementale est entendue ici comme l’invariance d’un organe face à un ensemble de perturbations intrinsèques et extrinsèques lors de sa formation. Dans ce contexte, nous proposons d’analyser l’organisation de l’hétérochromatine constitutive lors de la détermination et de l’acquisition de l’identité cellulaire ainsi que lors de la réponse cellulaire aux stress environnementaux. L’hétérochromatine constitutive est une forme condensée de chromatine qui a un rôle majeur dans l’organisation structurale des noyaux ainsi que sur la régulation de l’expression génique. Elle est connue pour être affectée par des facteurs environnementaux (plomb, température) et les données actuelles suggèrent qu’elle joue un rôle dans la robustesse de l’organogenèse.

Nous étudierons la dynamique de l’hétérochromatine constitutive lors de la morphogenèse des organes mécanosensoriels dans des conditions contrôles et dans des conditions de stress (variations de température, rayonnement). Pour suivre l’hétérochromatine constitutive, nous utiliserons des lignées de mouches exprimant (1) une forme fluorescente de la protéine HP1, un facteur qui se lie spécifiquement à l’hétérochromatine constitutive et (2) une forme fluorescente de la lamine afin de delimiter les noyaux. L’analyse sera réalisée sur des enregistrements dits 5D (images tridimensionnelles de deux canaux fluorescents au cours du temps). L’étudiant(e) participera au développement d’algorithmes d’analyse d’images 5D afin de (1) identifier (c’est-à-dire segmenter numériquement) les noyaux dans un tissu épithélial, (2) identifier l’hétérochromatine à l’intérieur de chaque noyau et (3) extraire différents paramètres de l’hétérochromatine, tels que la taille, la texture, le nombre de lobes, la position intra-nucléaire. La première partie du projet, la segmentation des noyaux, sera basée sur des méthodes de deep-learning, telles que StarDist ou CellPose, ou toute autre méthode pertinente. La seconde partie, segmentation et analyse de la chromatine, s’appuiera largement sur le protocole « 3D ImageJ Suite » développée par Thomas Boudier à l’IBPS. Vu l’intérêt croissant pour l’analyse des structures intranucléaires, l’étudiant(e) ainsi participera au développement d’outils conviviaux pouvant être généralisés à d’autres fins ainsi qu’à d’autres tissus et modèles biologiques.

L’étudient(e) bénéficiera de deux domaines d’expertises. D’une part, il/elle travaillera étroitement avec Jean-François Gilles, un expert en traitement et analyse d’images 3D qui fait partie de la plateforme d’imagerie de l’IBPS et d’autre part, avec l’équipe de M. Gho, laquelle a développé une grande expertise dans les techniques d’enregistrement in vivo appliquées au modèle de la drosophile.

Contacts :  mailto:michel.gho@sorbonne-universite.fr