Formation du bois : validation de clusters issus de RNAseq Single cell

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Présentation INRAE

L’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE) est un établissement public de recherche rassemblant une communauté de travail de 12 000 personnes, avec 272 unités de recherche, de service et expérimentales, implantées dans 18 centres sur toute la France. INRAE se positionne parmi les tout premiers leaders mondiaux en sciences agricoles et alimentaires, en sciences du végétal et de l’animal. Ses recherches visent à construire des solutions pour des agricultures multi-performantes, une alimentation de qualité et une gestion durable des ressources et des écosystèmes.

Environnement de travail, missions et activités

Contexte : Le bois, également appelé xylème secondaire, est un tissu complexe. Chez les arbres feuillus, le bois est composé de trois types de cellules, fibres, vaisseaux et rayons, assurant différentes fonctions pour l’arbre¹, et se caractérisant par des trajectoires de différenciation différentes et des parois cellulaires de compositions distinctes. Les cellules du xylème secondaire se différencient à partir des cellules produites par l’activité du cambium, permettant ainsi la croissance en diamètre de l'arbre¹.

Bien que la recherche sur l’anatomie du bois soit déjà bien avancée et les fonctions des différents types cellulaires clairement définies, les mécanismes moléculaires qui contrôlent l’activité du cambium et la différenciation des cellules restent encore peu clairs. Pour nous affranchir de la complexité du tissu bois, nous avons utilisé une approche transcriptomique à l’échelle cellulaire, le Single-Nucleus RNA Sequencing² sur du peuplier. Cette méthode permet d’identifier de façon spécifique les gènes impliqués dans la différenciation des différents types cellulaires et dans la formation de leurs parois.

Nous avons identifié les sets de gènes exprimés au cours des différentes étapes des trajectoires de différentiation des cellules du xylème, depuis les cellules cambiales jusqu’aux fibres, vaisseaux et rayons. Néanmoins, l’identification des clusters des cellules est prédictive, il est nécessaire de valider ces résultats par des expériences complémentaires.

L’objectif du stage est de valider les prédictions bio-informatiques issues de nos données de séquençage RNA single-nucleus. Le stagiaire mettra en œuvre deux méthodes : l’hybridation in situ des ARNs et le clonage des promoteurs avec un gène rapporteur fluorescent (mCherry) pour un suivi de l’activité des promoteurs dans des peupliers transgéniques. Les gènes candidats ont déjà été sélectionnés et les amorces ont été conçues. Le déroulement des manipulations sera le suivant : 1) préparation des sondes pour l’hybridation in situ et clonage des promoteurs selon nos protocoles ; 2) visualisation de l’expression des gènes candidats sur coupes par microscopie confocale.

Les travaux préliminaires effectués sont les suivants :

1. Les gènes candidats ont été choisis, et les amorces ont été conçues et validées.
2. Le protocole de clonage a été validé, et le protocole d’hybridation in situ est en cours de validation, il sera prêt au début du stage.

Réferences

[1] Déjardin, A., Laurans, F., Arnaud, D., Breton, C., Pilate, G., Leplé, J.-C., Comptes Rendus Biologies 333, 325–334. 2010.

[2] Conde, D., Triozzi, P.M., Balmant, K.M., Doty, A.L., Miranda, M., Boullosa, A., Schmidt, H.W., Pereira, W.J., Dervinis, C., Kirst, M., PLoS ONE, 16, e0251149. 2021

Travail en milieu confiné L2

Formations et compétences recherchées

Etudiant·e en Master 2 de Biologie cellulaire et moléculaire ou de Biologie végétale.

Votre qualité de vie à INRAE

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