Étude de l’impact de l’organisation des chromosomes parentaux sur la fonction des gènes

(Titre traduit. Cette conférence aura lieu en anglais.)

Jumana AlHaj Abed, PhD
Stagiaire postdoctorale de recherche
Département de génétique
Université Harvard – École de médecine
Boston, MA, États-Unis 

Cette conférence s'inscrit dans le cadre de la série de Séminaires des scientifiques en formation de l’IRCM, une initiative résolument novatrice, dont la mission est de mettre de l’avant des scientifiques en début de carrière. Voici ici une occasion en or pour venir découvrir les projets passionnants de ces chercheurs en formation devant un auditoire multidisciplinaire.

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En présentiel : 
Auditorium de l'IRCM
Accès par le 110, avenue des Pins O, H2W 1R7 Montréal

En ligne :
Lien Zoom : https://zoom.us/j/95269762104
ID : 952 6976 2104
Code : 476372

Les conférences IRCM se déroulent en format hybride. Cependant, veuillez noter que des changements de dernière minute vers des présentations en ligne seulement peuvent survenir en raison de circonstances imprévues. Nous vous invitons à consulter cette page de nouveau quelques jours avant d’y assister.

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À propos de la conférence : 
Les événements d’appariement des homologues somatiques sont rares et transitoires chez les mammifères, bien qu’ils soient critiques et liés à des processus tels que la réparation de l’ADN et l’inactivation des chromosomes X. En revanche, les homologues de la drosophile s’apparient bout à bout chez les cellules somatiques en interphase; on observe d’ailleurs à plusieurs loci une régulation génique dépendante de cet appariement. Ces conditions sont idéales pour l’étude des interactions trans-chromosomiques. Afin de comprendre l’impact structurel et fonctionnel des interactions homologues et hétérologues trans, j’ai employé des approches complémentaires au niveau des populations et des cellules uniques. Tout d’abord, en appliquant à des cellules hybrides de drosophile une approche Hi-C avec résolution à l’échelle des allèles, j’ai pu découvrir que l’appariement présente une architecture multicouche à travers le génome et une certaine variabilité en termes de précision. Les appariements les plus précis semblent corréler avec des niveaux élevés et faibles d’expression génique, indiquant un rôle régulatoire potentiel. Puis, afin de mettre à l’épreuve la reproductibilité de ces données à l’échelle des cellules uniques, j’ai visualisé l’appariement en super-résolution grâce à Oligo STORM, une approche de microscopie permettant la localisation de molécules uniques via des sondes FISH Oligopaint, notamment des Oligopaints homologue-spécifiques. Cette technique d’imagerie a révélé que les homologues s’entremêlent énormément et que les différents types d’appariements sont empaquetés uniquement selon leur état transcriptionnel. Ces données, qui permettent d’élucider les principes allèle-spécifiques de l’organisation du génome, constituent une première étape pour adresser la relation trans structure-fonction chez les tissus spécialisés et chez d’autres espèces.

À propos de Jumana AlHaj Abed : 
La Dre Jumana AlHaj Abed est titulaire d'un doctorat en biologie moléculaire et cellulaire de la Southern Methodist University (Dallas, TX). Elle a ensuite rejoint le laboratoire du Dr Mitzi Kuroda à l’École de médecine de l’Université Harvard pour un stage postdoctoral. Elle poursuit maintenant sa formation postdoctorale sous le mentorat du Dr Chao-Ting Wu, toujours à l’École de médecine de Harvard. Ses travaux cherchent à mieux comprendre la structure de l'appariement des homologues, ses conséquences fonctionnelles et sa relation avec les marques épigénétiques. La Dre AlHaj Abed a présenté ses résultats lors de plusieurs conférences internationales prestigieuses (Keystone Symposia, Gordon Research Conference, EMBO, Cold Spring Harbor Symposium, etc.). Son portfolio de publications comprend, entre autres, deux articles parus dans Nature Communications où elle est première ou co-première auteure.

La Dre AlHaj Abed rejoindra l’Institut Max Planck d’immunologie et d’épigénétique (Freiburg, Allemagne) en décembre 2023 à titre de chef d’équipe. 

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Entretien avec la Dre Jumana AlHaj Abed (en anglais)

Question

Please tell us about your career path, leading up to your application to the Early-Career Scientist Seminar Series

Réponse | Answer 

“I studied Genetics at the Jordan University of Science and Technology in Jordan, and then was awarded a Fulbright scholarship to pursue my PhD. As a graduate student at Rick Jones lab at Southern Methodist University, I focused on understanding how epigenetic switches are established during early development. I found that the de novo recruitment of Polycomb group (PcG) proteins proceeds through an initial phase of surveying the chromatin environment before the stable binding of PcG proteins and the deposition and spreading of the repressive histone marks. Some of these transitions coincide with the increase in chromatin accessibility and emergence of genome organization. In fact, many gene regulatory programs could be affected by the surrounding chromatin and nuclear environment. For this reason, I moved on to Ting Wu’s lab at Harvard Medical School for my postdoc, to develop and utilize tools to better understand genome organization. I was especially interested in how the two sets of chromosomes we inherit from our parents communicate (i.e. parental chromosome interactions). During my postdoctoral training, I focused on next generation sequencing approaches and super-resolution imaging approaches to understand how often parental chromosomes interact, how close can parental chromosomes get and how that associates with gene function.”

Question
Please tell us about your passion for research. What motivates you most about your work? 

Réponse | Answer 

“I am excited to understand the interplay between epigenetic programs and how the parental genomes are packaged in the nucleus. How can we distinguish the purposeful genomic interactions that lead to specific outcomes from random movement in the nucleus? Recent research has shown that the way the genome is organized is non-random. In fact, it is multilayered and intricate, wherein chromosomes occupy unique territories, gene enhancers and promoters form dynamic loops, and chromatin active regions are more likely to interact with each other. Although we know some of the mechanisms governing gene regulation within a chromosome, less is known about the mechanisms governing interactions between maternal and paternal chromosomes. This is due to the difficulty in distinguishing parental chromosomes, since they are almost identical in sequence. Using allele-specific genomic approaches and advanced imaging technologies, I hope to better understand the mechanisms governing gene regulation between maternal and paternal chromosomes in the context of the nuclear environment.”

Question
Please tell us about your professional goals. What do you hope to accomplish as a scientist?

Réponse | Answer 

“I hope to continue to do research as an independent investigator, mentor graduate students and build a competitive international research program focused on i) understanding the structure and function of parental chromosomes, ii) revealing major players and events contributing to parental chromosome communication, iii) applying the allele-specific tools to investigate large chromosome abnormalities in disease and cancer.”