Rôle des récepteurs nucléaires dans le développement neural de l'ascidie et la moule // Roles of Nuclear Receptors in the neurodevelopment of ascidians and bivalves

Les récepteurs nucléaires (NR) sont les acteurs les plus conservés des systèmes endocriniens chez les métazoaires. Le rôle des NR au cours du développement neural a été étudié chez les vertébrés ou les données montrent qu'ils sont une cible majeure des perturbateurs endocriniens (PE) capables d'interférer avec le développement neural. La conservation moléculaire des NR chez les métazoaires suggère que les NR pourraient jouer des rôles similaires au cours du développement neural des espèces d'invertébrés. Cependant, cette hypothèse n'a pas été testée. Pour combler ce manque de connaissances, ce projet de doctorat propose d'analyser les rôles des NR connus pour être affectés par les PE chez les vertébrés (tels que ER/ERR, PPAR, THR et VDR/CAR/PXR) dans le développement neural de deux espèces d'invertébrés marins : l'ascidie Phallusia mammillata et le bivalve Mytilus galloprovin-cialis.
Le deuxième objectif de ce projet de doctorat est d'évaluer si les perturbateurs endocriniens connus chez les vertébrés peuvent également affecter la fonction des NR des invertébrés pour altérer le développement neural et conduire finalement à un déclin de la population dans l'environnement marin. Il est de la plus haute importance d'étudier l'impact des perturbateurs endocriniens sur la vie des invertébrés marins car ces perturbateurs endocriniens ont été initialement caractérisés comme des substances pathogènes ciblant la reproduction humaine et le développement du cerveau in utero. Les perturbateurs endocriniens ont également des impacts majeurs et directs sur le développement neu-ral des vertébrés, des poissons aux humains, provoquant des troubles du neurodéveloppement chez les humains et diminuant la survie des animaux.
Chez les organismes invertébrés, les NR sont censés agir comme des capteurs environnementaux qui modifient leur activité transcriptionnelle en réponse à un changement de l'environnement mais les mécanismes moléculaires doivent encore être résolus. Le mode d'action des PEs chez les invertébrés marins fait encore l'objet de débats intenses car les rôles développementaux des NR ne sont pas ca-ractérisés chez les organismes invertébrés marins. Ce projet vise à combler cette lacune importante dans les connaissances.
Tâches :
1) Analyse de l'expression des gènes : les NR seront évalués par d'hybridation in situ (HCR in situ) et double HCR in situ pour colocaliser les NR avec des marqueurs de types cellulaires ou de types de tissus chez les larves d'ascidies et de Mytilus par imagerie confocale 3D
2) Analyse de la fonction des gènes : les fonctions développementales des NR seront évaluées par une approche de knockdown utilisant un morpholino ou avec CRISPR/Cas9 et par une approche de knock-in utilisant la surexpression des NR
3) Effet de l'exposition toxique sur le développement des larves d'ascidies et de Mytilus : Des cultures embryonnaires seront réalisées en présence de 2 perturbateurs endocriniens différents (TBT et acide rétinoïque) et comparées à des cultures témoins.
Connaissances, compétences et aptitudes à acquérir à la fin du stage : cultures embryonnaires et exposition aux toxiques, transgénèse par micro-injection et électroporation, coloration des transcrits d'ARNm par HCR in situ, -imagerie par microscopie confocale 3D et analyse d'images,- analyse des données (+ statistiques), rédaction d'un rapport scientifique
Plan de suivi : Pendant une première phase, le stagiaire sera suivi quotidiennement par Remi Dumollard jusqu'à ce que le stagiaire soit au courant de toutes les règles de santé et de sécurité des protocoles et puisse exécuter le protocole de manière autonome. (une supervision supplémentaire par un technicien de laboratoire sera effectuée pour les expériences de biologie moléculaire). Le stagiaire sera ensuite suivi via des réunions se déroulant deux fois par semaine (début et fin de semaine) avec le superviseur pour évaluer le planning de travail et les livrables de la semaine.
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Nuclear Receptor (NRs) are the most conserved actors of endocrine systems in metazoans. The roles of NRs during neurodevelopment has been extensively studied in vertebrates and the data shows that they are a major targets of endocrine disrupting chemicals (EDCs) able to interfere with neurodevelopment. The molecular conservation of NRs in metazoans suggest that NRs may play similar roles during the neuro-development of invertebrate species. However this hypothesis has not been tested in marine invertebrate species. To fill this gap of knowledge this Ph D project propose to analyse the roles of NRs known to be af-fected by EDCs in vertebrates (such as ER/ERR, PPAR, THR and VDR/CAR/PXR) in the neurodevelopment of two marine invertebrate species: the ascidian Phallusia mammillata and the bivalve Mytilus galloprovin-cialis.
The second goal of this Ph D. project is to assess whether known EDCs in vertebrates can also affect the function of invertebrate NRs to impair neurodevelopment. It is of utmost importance to study the im-pact of EDCs on marine invertebrate life because these EDCs were originally characterized as pathogenic substances targeting human reproduction and brain development in utero. EDCs also have major impacts on vertebrate neurodevelopment from fishes to humans causing neurodevelopmental disorders in humans and decreasing survival of animals. To find out the toxic modes of action of EDCs on marine life we must first assess the biological roles of NRs during invertebrate neurodevelopment. The sequencing of numerous invertebrate and vertebrate species recently revealed that NRs are found in the genome of all metazoans, including invertebrate animals from which the endocrine system is mostly unknown. In these invertebrate organisms NRs are thought to act as environmental sensors which change their transcriptional activity in response to a change in the chemical environment of the organism but the molecular mechanisms still need to be resolved. The mode of action of EDC in marine invertebrates is still intensely debated because the developmental roles of NRs are not characterized in marine invertebrate organisms. This project aims at filling the important gap of knowledge.

Tasks:
1) Analysis of gene expression: NRs will be assessed by in situ hybridization chain reaction (in situ HCR) and double in situ HCR to colocalise NRs with markers of cellular types or tissue types in both ascidian and Mytilus larvae.
2) Analysis of gene function: The developmental functions of the NRs will be assessed by a knockdown approach using cell permeant antisense vivo morpholino and CRISPR/Cas9 genome editing and by a knock in approach using over expression of NRs.
3) Effect of toxic exposure on ascidian and Mytilus larval development: Embryonic cultures will be per-formed in the presence of 2 different endocrine disruptors (TBT and retinoic acid) and compared to con-trol cultures. Phenotypes will be analysed by a morphometric analysis and by imaging of in situ HCR stained embryos.
Knowledge, skills and competences to be acquired by the end of the traineeship (expected learning out-comes):
-embryonic cultures and exposure to toxic, calculation of EC50 of toxicity
-transgenesis by micro-injection and electroporation
-staining of mRNA stranscripts by in situ HCR
-3D confocal microscopy imaging and image analysis
- data analysis (+statistics)
-writing of scientific report

Monitoring plan: (from receiving institute)
During a first phase the trainee will be monitored everyday by Remi Dumollard until the trainee is aware of all the H&S of protocols and can perform autonomously the protocol. (additional supervision by lab technician will be done for molecular biology experiments).
Then the trainee will be monitored via meeting occurring twice a week (beginning and end of the week) with the supervisor to assess work schedule and deliverables of the week.
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Début de la thèse : 01/10/2025

Contrat doctoral

Concours pour un contrat doctoral

Sorbonne Université SIM (Sciences, Ingénierie, Médecine)

515 Complexité du vivant

connaissances nécéssaires en Evo-Devo, Biologie du Developpement, Biologie Moleculaire connaissances en genomique et analyse des données de sequencage est un plus. bonnes connaissances en statistiques
necessary knowledge in Evo-Devo, Developmental Biology, Molecular Biology knowledge in genomics and sequencing data analysis is a plus. good knowledge in statistics