Thèse Décoder les Nouvelles Vulnérabilités dans les Maladies Humaines en Étudiant le Rôle du Gène Kmt2d dans le Maintien de l'Intégrité du Génome H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Life Sciences and Health École doctorale : Cancérologie : Biologie - Médecine - Santé Laboratoire de recherche : Intégrité du Génome et Cancers Direction de la thèse : Beatrice RONDINELLI ORCID 0000000294544644 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-03T23:59:59 L'intégrité du génome est essentielle au bon fonctionnement des cellules, au développement et à la prévention des maladies. L'ADN est constamment soumis à des stress endogènes et environnementaux, et les défaillances dans la réparation de l'ADN entraînent une instabilité génomique, une cause majeure de cancer et de troubles du développement. La chromatine, structure qui encapsule l'ADN avec des protéines histones, joue un rôle central dans la coordination de la réplication, de la transcription et de la réparation de l'ADN. Cependant, malgré le fait que de nombreuses protéines associées à la chromatine soient mutées dans les maladies humaines, leurs fonctions dans le maintien du génome restent mal comprises.
KMT2D est une histone-lysine méthyltransférase qui est fréquemment inactivée dans les cancers humains et qui est également mutée dans le syndrome de Kabuki, une maladie génétique rare caractérisée par des anomalies du développement et une déficience intellectuelle. KMT2D est classiquement connue pour son rôle dans la régulation de l'expression génétique, mais sa perte entraîne des changements transcriptionnels étonnamment limités. Cette observation suggère que des mécanismes supplémentaires, encore inexplorés, pourraient être à l'origine des conséquences pathogènes de l'inactivation de KMT2D, tant dans le cancer que dans le syndrome de Kabuki.
Nos données préliminaires identifient KMT2D comme un régulateur important de l'intégrité du génome. La perte de KMT2D sensibilise fortement les cellules humaines aux agents endommageant l'ADN et entraîne une augmentation des cassures de l'ADN et une instabilité du génome, même si les points de contrôle du cycle cellulaire restent fonctionnels. Nous observons que KMT2D est recruté dans la chromatine lors d'une détérioration de l'ADN et se colocalise avec des protéines clés de réparation de l'ADN induites par les dommages. De plus, à l'aide de prédictions structurelles et d'expériences cellulaires, nous avons identifié un motif conservé dans KMT2D qui se lie directement à un capteur clé de détérioration de l'ADN par le biais d'un mécanisme partagé avec d'autres protéines bien établies de maintenance du génome. Conformément à cette découverte, la perte de KMT2D a un impact considérable sur la fonction du capteur de dommages. De plus, un criblage CRISPR de létalité synthétique à l'échelle du génome révèle que les cellules déficientes en KMT2D deviennent fortement dépendantes de voies spécifiques de réparation de l'ADN.
L'objectif de ce projet de doctorat est de mieux comprendre comment KMT2D préserve l'intégrité du génome et comment son inactivation contribue à la maladie. Tout d'abord, nous caractériserons la composition moléculaire, la structure et la régulation du complexe KMT2D avec le capteur de dommages que nous avons identifié et déterminerons comment KMT2D contrôle son activité pendant la réponse aux dommages de l'ADN. Ensuite, nous cartographierons quand et où KMT2D agit sur le génome et identifierons les types de lésions de l'ADN et les processus cellulaires, tels que le stress de réplication ou les dommages associés à la transcription, qui nécessitent la fonction KMT2D.
Troisièmement, nous identifierons les voies cellulaires qui deviennent essentielles lorsque KMT2D est perdu, en nous concentrant particulièrement sur un modèle cellulaire de cancer et un modèle cellulaire Kabuki.
En découvrant de nouveaux mécanismes de maintenance du génome basés sur la chromatine, ce projet permettra de faire progresser notre compréhension de la biologie de la réparation de l'ADN. Il fournira également des informations importantes sur les bases moléculaires des maladies associées à l'inactivation de KMT2D, contribuant ainsi à la recherche sur le cancer et à la compréhension de la pathogenèse du syndrome de Kabuki, et ouvrant potentiellement de nouvelles voies pour des interventions thérapeutiques.
Three major aspects are relevant for the scientific context of the proposed project:
1. Prevalent yet underexplored genome instability in human cancers. Genome instability - spanning
mutations, insertions, deletions and segregation errors - affects an estimated 60-80% of tumors1.
Regardless of whether instability is a driver or a bystander, it offers actionable therapeutic opportunities,
including in combination with immunotherapy2. Broadening the identification of instability sources in
human cancers, including of genetic origin and responding to intrinsic though relevant sources such as
endogenous DNA damage/RS, could expand treatment options beyond the currently targetable contexts.
2. Underexploited chromatin-related vulnerabilities. Chromatin regulators - including remodelers, histone
modifiers, DNA-modifying enzymes and histones - are frequently mutated (30-85% in some cancers3), yet
their associated therapeutic liabilities remain poorly mapped. These vulnerabilities may not be primary
drivers but still represent exploitable dependencies. Approved inhibitors (EZH2, BET, HDAC) demonstrate
this concept, but the dependencies and druggabilities of many chromatin factors remain uncharacterized.
3. Incomplete understanding of KMT2D inactivation in cancer. KMT2D mutations occur in ~6-10% of
cancers, notably in squamous lung cancer (LUSC), which lacks clear drivers and targeted therapeutic
options. KMT2D regulates enhancers through H3K4 monomethylation and non-catalytic roles, but its broad
inactivation pattern suggests additional oncogenic functions. Emerging evidence hints at a role in GIM and
a direct role in the DNA damage response (DDR), but the mechsnistic aspects remain undefined. Elucidating
this could uncover new pathogenic mechanisms and thus new therapeutic strategies for KMT2D-mutant
cancers. To dissect whether and how histone methyltransferases contribute to altered DDR and genome instability.
Déterminer si et comment les histones méthyltransférases contribuent à l'altération de la DDR et à l'instabilité du génome.
We will exploit approaches that combine molecular and cellular biology (gene editing, cell imaging, DNA repair/genome instability and clonogenic assays) and biochemistry for interactome studies, using cell lines and patient samples when possible. All techniques required for this project are already implemented in the lab.

Nous exploiterons des approches combinant la biologie moléculaire et cellulaire (édition de gènes, imagerie cellulaire, réparation de l'ADN/instabilité du génome et tests clonogéniques) et la biochimie pour l'étude des interactomes, en utilisant des lignées cellulaires et des échantillons de patients lorsque cela est possible. Toutes les techniques requises pour ce projet sont déjà mises en oeuvre dans le laboratoire.

Nous invitons les personnes très motivées et dynamiques, capables de travailler de manière indépendante tout en ayant un bon esprit d'équipe, à présenter leur candidature.
Des bases solides en biologie cellulaire/moléculaire dans le domaine de la biologie de la chromatine, une expérience pratique de techniques telles que le Western blot, l'immunoprécipitation, les approches basées sur l'imagerie sont très appréciées.