David Gatfield

Felix Imhof © UNIL

Version du 14 août 2017

David Gatfield, professeur associé

Spécialiste de l’horloge circadienne et de la biologie des ARNs, David Gatfield explore les mécanismes de régulation des gènes et leurs conséquences au niveau métabolique, physiologique et comportemental. Il a été nommé professeur associé au Centre intégratif de génomique (CIG) de l’UNIL dès le 1er février 2017.

Presque toutes les fonctions biologiques des mammifères sont régulées au cours de la journée par une horloge interne appelée «horloge circadienne». Des dysfonctionnements de celle-ci jouent un rôle dans l'apparition de nombreuses maladies humaines. Comment cette horloge intègre-t-elle les signaux environnementaux? Quels sont les mécanismes moléculaires impliqués dans la communication entre l’horloge et le métabolisme? De quelle manière ce rythme interne est-il régulé au niveau de la traduction et de la stabilité de l'ARN messager (ARNm)? Comment une horloge défectueuse conduit-elle à un état pathologique? Ces questions sont au cœur de la recherche de David Gatfield.

Après une thèse sur la stabilité des ARNm et leur export hors du noyau, le scientifique s’intéresse au rôle des microARNs¹ (miARNs) dans la génération des rythmes et montre le lien entre un miARN très abondant dans le foie et la régulation circadienne du métabolisme. C’est au CIG qu’il développe des approches génomiques afin d’étudier le rôle des miARNs dans la rythmicité du transcriptome et du protéome. Par ailleurs, il met en évidence l’importance de la régulation rythmique de la synthèse des protéines par les ribosomes pour le fonctionnement de l’horloge moléculaire. Il identifie également un nouveau mécanisme influençant l’horloge: la traduction des cadres de lecture ouverts² situés juste en amont des séquences codant pour les protéines («upstream open reading frames» ou uORFs en anglais), dans des parties de transcrits considérées jusqu’alors comme non-traduites.

Dans le cadre de sa nomination, le professeur désire appliquer son expertise, ainsi que les modèles in vivo de mesure des rythmes d’expression génique et les techniques basées sur le séquençage et la bioinformatique qu’il a développés, pour poursuivre ses recherches sur la régulation rythmique de la traduction in vivo. Un des buts de sa recherche consiste à mieux comprendre le rôle régulateur des ribosomes et des uORFs sur le métabolisme, la physiologie et le comportement. Par ailleurs, David Gatfield a pour ambition d'étendre ses recherches au-delà de la problématique des rythmes circadiens, comme la génétique du sommeil et le métabolisme.

Les travaux de recherche de David Gatfield ont été récompensés par plusieurs prix, tels que le Prix Leenaards pour la promotion de la recherche scientifique (2012), des bourses du SNF et sa participation à des consortia de recherche (NCCR, SystemsX.ch). Il a également publié dans des revues scientifiques de référence comme Nature, Cell, Science, Genome Research et Genes & Development. David Gatfield est par ailleurs impliqué dans l’enseignement pré-gradué et a supervisé plusieurs étudiants et doctorants.

¹microARNs: courtes molécules d’ARN capables d’extinction de l’expression d’un gène

²Cadre ouvert de lecture : partie de la séquence de l’ARNm délimitée par deux codons stop et susceptible d'encoder une protéine. Le site de terminaison de la transcription est situé après le cadre de lecture ouvert, au-delà du codon stop.

Bio express

Par: Caroline Ronzaud/Communication FBM

Version du 5 mai 2011

David Gatfield, professeur assistant boursier du FNS

Expert des mécanismes de régulation de l'expression des gènes par l'horloge circadienne, David Gatfield a été nommé professeur assistant boursier FNS au Centre intégratif de génomique de l'UNIL dès le 1^er novembre 2010.

De nationalités allemande et britannique, David Gatfield est né en 1974 à Tübingen (Allemagne). Après son diplôme en biochimie obtenu en 2000 à l'Eberhard Karls Universität, située dans sa ville natale, il s'engage dans la voie doctorale au sein du Laboratoire européen de biochimie moléculaire (EMBL), à Heidelberg. En 2004, il parachève son doctorat par une thèse ayant trait au transport intracellulaire et à la stabilité des ARN messagers. Il rejoint ensuite le groupe du professeur Ueli Schibler, du Département de biologie moléculaire de l'Université de Genève, en tant que chercheur postdoctoral, avant d'être engagé au Centre intégratif de génomique (CIG) de l'UNIL, en tant que professeur assistant boursier du FNS.

Au cours des quatre années et demie passées à Genève, David Gatfield a poursuivi ses travaux sur les rythmes circadiens chez la souris, lesquels constituent un des mécanismes régulant l'expression des gènes et ayant une grande influence sur les processus biologiques des organismes vivants au cours de la journée. Cette influence peut s'exercer aussi bien aux niveaux comportemental (cycles éveil-sommeil), physiologique (pression artérielle, digestion) que moléculaire. Les dysfonctionnements de l'horloge interne jouant un rôle dans l'apparition de nombreuses maladies humaines comme le cancer, l'obésité ou la dépression, l'identification des éléments sous-jacents pouvant perturber les rythmes biologiques représente un champ d'investigation important pour la recherche fondamentale et translationnelle.

Au sein du CIG, David Gatfield entend focaliser ses recherches sur les microARN, de petites molécules connues pour contrôler l'expression des gènes. Il souhaite vérifier, en se basant sur le modèle murin, de quelle manière l'horloge interne est régulée au niveau de la traduction de l'ARN messager. Grâce à une meilleure compréhension des facteurs impliqués dans des processus physiologiques complexes, David Gatfield a pour ambition d'étendre ses recherches à d'autres mécanismes régulatoires se situant au-delà de la problématique des rythmes circadiens.

Sa nomination en tant que professeur assistant boursier FNS au sein du CIG laisse entrevoir des synergies avec d'autres groupes de recherche impliqués dans des sujets connexes, comme la génétique du sommeil ou le métabolisme de la souris. De plus, les recherches de David Gatfield bénéficieront de l'accès aux installations du CIG en matière de séquençage à haut débit et en protéomique, ainsi que de la présence d'institutions proches actives dans la biologie du métabolisme et comportementale, telles que l'Institut suisse de recherche expérimentale sur le cancer (ISREC).

Par: Pascal Vermot/Communication FBM