Thèse Interactions Entre l'Architecture du Génome et les R-Loops dans le Cancer du Poumon et la Réponse aux Traitements H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Toulouse École doctorale : BSB - Biologie, Santé, Biotechnologies Laboratoire de recherche : CRCT - Centre de Recherches en Cancérologie de Toulouse Direction de la thèse : Agnese CRISTINI ORCID 0000000302358770 Début de la thèse : 2027-09-01 Date limite de candidature : 2026-11-23T23:59:59 Au cours du développement tumoral et en réponse à la pression thérapeutique, les cellules cancéreuses remodèlent profondément l'organisation épigénétique et structurelle de leur génome. Ce projet de thèse vise à étudier les interactions entre les R-loops, des structures alternatives des acides nucléiques, et l'organisation nucléaire du génome dans les cellules de cancer du poumon, et à déterminer comment des altérations de ces interactions contribuent à la réponse aux thérapies ciblées.
Nous étudierons en particulier comment la déstabilisation des domaines associés à la lamina (LADs, pour Lamina-Associated Domains), de régions génomiques qui interagissent avec la lamina nucléaire et contribuent à l'organisation du génome, obtenue par la perturbation ciblée de composants majeurs impliqués dans leur ancrage, affecte les R-loops et l'organisation du génome. Nous déterminerons ensuite les conséquences de ces altérations sur la régulation de l'expression génique, l'instabilité génomique et l'inflammation dans les cellules de cancer du poumon.
Enfin, nous étudierons si les altérations de l'organisation et de la structure des LADs affectent la réponse des cellules de cancer du poumon aux traitements anticancéreux et contribuent aux mécanismes de résistance thérapeutique.
Cancer development is associated with massive alterations in genome organisation, chromatin structure and gene regulation. Changes in nuclear organisation contribute to tumour cell plasticity and can influence transcriptional programs, genomic stability and responses to therapeutic treatments. Understanding how alterations in nuclear architecture contribute to cancer development and treatment response is therefore an important challenge in cancer biology. Moreover, identifying key determinants of nuclear architecture during cancer development and treatment response might open new therapeutic opportunities.

The nuclear lamina plays a central role in the spatial organisation of the genome. Lamina-associated domains (LADs) are genomic regions that interact with the nuclear lamina and are enriched in heterochromatic markers, repressed genes and silenced repetitive elements. LAD organisation is dynamically regulated and can be altered during cellular differentiation, development and disease. In cancer, disruption of nuclear architecture and LAD organisation has been associated with changes in chromatin states and gene expression, suggesting that alterations in genome-lamina interactions may contribute to tumour cell behaviour. However, the molecular mechanisms linking LAD organisation to other structural features of the genome remain poorly understood.

R-loops are three-stranded nucleic acid structures formed during transcription, consisting of an RNA/DNA hybrid and a displaced single-stranded DNA. They play key physiological roles, notably in gene expression and chromatin remodelling. However, their accumulation or altered genomic distribution can lead to dysregulated gene expression, genomic instability and inflammation. Indeed, altered R-loop homeostasis has been associated with human diseases, including cancer.

Importantly, genome organisation and R-loop biology are generally studied as distinct processes, while increasing evidence suggests that they may be functionally interconnected. How genome organisation within LADs influences R-loop levels and distribution, and conversely how alterations in R-loop homeostasis affect genome architecture, remains largely unexplored.
This project will address this knowledge gap by investigating the functional interplay between LAD organisation and R-loop biology in lung cancer cells, and whether this regulatory interplay contributes to the response of lung cancer cells to targeted therapies. Therefore, this project lies at the intersection of fundamental and cancer research, addressing a timely and largely unexplored aspect of genome biology with potential implications for understanding therapeutic response in lung cancer.
This project will involve the generation of loss-of-function models targeting two major LAD-tethering components, using CRISPR-Cas9-based degron systems, as well as inducible overexpression models of R-loop-regulating factors in lung cancer cells.
These cell lines will be used to determine the effects of LAD destabilisation and R-loop modulation on genome architecture, R-loop distribution, and their interplay, using complementary microscopy and NGS-based approaches, including pA-DamID, quantitative DRIP-seq, and CUT&RUN .
We will then investigate the consequences of alterations in genome organisation and R-loop dynamics for DNA damage, gene regulation, and the activation of inflammatory pathways, using a combination of microscopy approaches (confocal and high-content imaging), NGS-based methods, and gene-specific analyses, including nascent transcription sequencing, END-seq, and RT-qPCR.
Finally, we will determine the impact of LAD destabilisation and altered genome organisation on the response of lung cancer cells to targeted therapies using cell viability and colony formation assays, complemented by live-cell real-time microscopy.

Nous recherchons un(e) candidat(e) très motivé(e), curieux(se) et enthousiaste à l'idée de travailler au sein d'une équipe collaborative, avec un intérêt marqué pour la chromatine, l'ARN et le maintien de l'intégrité du génome. Le/la candidat(e) devra être titulaire d'un Master 2 en biologie, oncologie, biochimie ou dans un domaine connexe, et disposer d'une expérience en laboratoire, acquise notamment au cours d'un stage d'au moins 6 mois.
Un accompagnement sera assuré pour l'ensemble des aspects du projet. Une bonne maîtrise des techniques classiques de biologie moléculaire, ainsi qu'un fort intérêt ou une expertise en bioinformatique, seront particulièrement appréciés. De bonnes capacités de communication et la capacité à travailler de manière autonome comme au sein d'une équipe sont essentielles.

Application link : https://edd-projets.utoulouse.fr/

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