Les contributions scientifiques de Denis Duboule touchent à la génétique moléculaire du développement des vertébrés, avec des interfaces en génétique médicale, biologie de l’évolution et régulation de la transcription. Ses derniers travaux se concentrent sur la famille des gènes Hox, une série de facteurs de transcription ayant une haute valeur heuristique, en particulier concernant leurs stratégies de régulation, leur organisation fonctionnelle ainsi que leur rôle dans l’évolution des morphologies.
Cette année, le cours portera sur les développements récents dans le domaine de la régulation des gènes du développement, en particulier à grandes distances et en utilisant les technologies les plus récentes telles que les approches à hauts débits et l’apprentissage profond pour identifier et caractériser les séquences régulatrices (enhancers) et en comprendre la logique de fonctionnement.
Pendant le développement des animaux, des gènes doivent être activés (et désactivés) à des temps extrêmement précis et dans des types cellulaires particuliers. Comment cette chorégraphie peut-elle être mise en place, quels sont les signaux impliqués et comment agissent-ils, qui donne les « ordres » à tels ou tels gènes de produire leurs ARNs à partir desquels les protéines seront codées ? Une grande partie de cette information passe par des séquences d’ADN, localisées aux alentours des gènes en question et qui sont capables de transférer ces informations et ainsi de contrôler l’activité génique. Ces séquences appelées « enhancers » sont découvertes dans les années 1980. Les développements plus récents des technologies à hauts débits vont relancer ces études et conduire à des découvertes remarquables, en particulier sur les « logiques » d’action de ces séquences, soit isolées, soit en groupe. Après une introduction générale, le cours de cette année présentera certaines de ces avancées, touchant par exemple soit aux états pathologiques induits par des problèmes génétiques dans ces séquences (enhanceropathies), soit au rôle émergeant des éléments transposables, soit encore à l’utilisation de l’intelligence artificielle pour établir et utiliser les grammaires, i.e., la logique interne des séquences d’ADN qui composent ces enhancers.