Chercheur

Titres

• Professeur sous octroi agrégé, département d'obstétrique-gynécologie, Faculté de médecine, Université de Montréal (2020)
• Chercheur, Centre de recherche du CHU Sainte-Justine (2015) et chef adjoint de l'axe Pathologies foetomaternelles et néonatales.

• Stage postdoctoral en épigénétique, Institut de recherche du Centre universitaire de santé McGill, Hôpital de Montréal pour enfants, Département de génétique humaine, Université McGill, Montréal, Canada, 2007-2014
• Doctorat en biologie de la reproduction, Département des sciences animales, Université Laval, Québec, Canada, 2002-2007
• Maîtrise en biologie de la reproduction, Département des sciences animales, Université Laval, Québec, Canada, 2000-2001
• Baccalauréat en biochimie, Université Laval, Québec, Canada, 1997-2000
• Diplôme en sciences de la santé, Université de Moncton, Nouveau-Brunswick, Canada, 1994-1997

Perturbations épigénétiques et troubles du développement et du neurodéveloppement

Les modifications épigénétiques sont des petits groupements chimiques qui peuvent être apposés directement sur le génome (ADN), ou encore sur les protéines (histones) impliquées dans la structure et la compaction de la chromatine. Ces diverses modifications fournissent un moyen par lequel un gène peut être fonctionnellement activé ou désactivé à un moment précis au cours du développement cellulaire, sans toutefois altérer sa séquence d'ADN. Au cours du développement embryonnaire, les cellules se divisent et se développent selon un programme qui leur est propre, programme dicté par un profond remaniement des modifications épigénétiques. Nous pensons qu'une entrave quelconque se produisant pendant l'établissement de ce programme épigénétique embryonnaire peut accentuer la vulnérabilité à déployer divers troubles développementaux et neurodéveloppementaux.

Le programme de recherche de Serge McGraw est axé sur l’étude de dérèglements épigénétiques chez le jeune embryon menant à des troubles développementaux et neurodéveloppementaux. Plus précisément, ses travaux de recherche sont divisés en trois grands axes :

1) Mécanismes de dérégulation épigénétique héréditaire dans le développement embryonnaire précoce.

2) Implication de dérèglements épigénétiques embryonnaires précoces associés au trouble du spectre de l'alcoolisation fœtale (TSAF).

3) Implication de mutations DNMT3A sur le développement et la spécification cellulaire associée avec le syndrome de Tatton-Brown-Rahman (TBRS).

Par le biais de facteurs environnementaux neurotoxiques ou manipulations génétiques, ces modèles permettent d’investiguer l'épigénome dans un contexte normal ou perturbé, afin de finement disséquer les mécanismes de dérégulation épigénétique associés aux troubles neuro-développementaux. Les recherches de Serge McGraw approfondiront significativement nos connaissances sur les dérèglements initiés sur l'épigénome du jeune embryon, ainsi que sur l'évolution de ces dérèglements conduisant au développement de troubles neurodéveloppementaux pendant le développement du cerveau chez l'enfant. Il est vital de comprendre la nature de ces dérèglements épigénétiques à travers le développement du cerveau dans le but d'acquérir la capacité pour concevoir des traitements épigénétiques ciblés pour les désordres du cerveau.

• Origine développementale de la santé et des maladies (DOHAD)
• Trouble du spectre de l'alcoolisation fœtale (TSAF)
• Exposition prénatale une insulte environnementale
• Syndrome Tatton-Brown-Rahman (TBRS)
• Modifications épigénétiques (méthylation d’ADN et modifications post-traductionnelles des histones)
• Maladies épigénétiques rares
• Développement embryonnaire et placentaire
• Cellules souches embryonnaires
• Cellules souches pluripotentes induites (IPS) 
• Approches par séquençage de nouvelle génération
• Analyses bioinformatiques

Sommaire de carrière

Serge McGraw a obtenu son doctorat à l’Université Laval (Québec), où il a travaillé avec le Dr Marc-André Sirard sur les facteurs impliqués dans le remodelage de la chromatine chez les gamètes et les embryons. Par la suite, il a rejoint le groupe du Dr Jacquetta Trasler à l’Institut de recherche du Centre universitaire de santé McGill à l'Hôpital de Montréal pour enfants (Montréal), où il a développé une expertise en biologie du développement et en épigénétique. En tant que chercheur postdoctoral, il a investigué l’instabilité épigénétique associée à une perturbation du maintien des profils de méthylation d’ADN pendant le développement embryonnaire. Ses travaux soulignent entre autres l’importance de l’activité continue de DNMT1 (ADN méthyltransferase 1), impliqués dans le maintien des profils de méthylation d’ADN, dans les premiers jours embryonnaires pour la régulation future de gènes nécessaires pour le système nerveux. Serge McGraw a été recruté en 2015 comme chercheur au Centre de recherche du CHU Sainte-Justine et au Département d'obstétrique et de gynécologie de l'Université de Montréal, dans lequel il est présentement professeur sous octroi agrégé.

En combinant des modèles in vitro de cellules souches de souris et cellules souches pluripotentes dérivées de patients, ainsi que des modèles in vivo de souris, avec des approches de séquençage multi-omique et bio-informatique, ses principaux intérêts de recherche visent à comprendre comment des perturbations dans le programme épigénétique embryonnaire peuvent altérer le destin cellulaire et mener à un développement anormal et à des troubles neurodéveloppementaux.

Laboratoire

Le Laboratoire d'Épigénétique du Développement et du Neurodéveloppement.

Prix et distinctions

• Prix Mobilisation des connaissances. Réseau québécois en reproduction (RQR), 2022.
• Chercheur-boursier Junior 2. Fonds de recherche en santé du Québec (FRQS), 2020.
• Chercheur-boursier Junior 1. Fonds de recherche en santé du Québec (FRQS), 2016.

Publications

• McGRAW S & Kimmins S. Inheritance of epigenetic DNA marks studied in new mouse model. Nature 2023; Mar 21. doi: 10.1038/d41586-023-00708-8
• Breton-Larrivée M*, Elder E*, Legault LM, Langford-Avelar A, MacFarlane AJ, MCGRAW S. Mitigating the detrimental developmental impact of early fetal alcohol exposure using a maternal methyl donor-enriched diet. FASEB Journal. March 2023; 37:e22829. doi.org/10.1096/fj.202201564R
• Legault LM, Doiron K, Breton-Larrivée M, Langford-Avelar A, Lemieux A, Caron M, Jerome-Majewska LA, Sinnett D, McGRAW S. Pre-implantation alcohol exposure induces lasting sex-specific DNA methylation programming errors in the developing forebrain. Clinical Epigenetics. 2021 Aug 23;13(1):164. doi: 10.1186/s13148-021-01151-0.
• Elder E, McGRAW S. Comprehensive spatiotemporal DNA methylation analysis of mouse tissue and organ progression through fetal development to adulthood. Biol Reprod. 2020 Oct 29;103(5):915-917. doi: 10.1093/biolre/ioaa163.
• Legault LM, Doiron K, Lemieux A, Caron M, Chan D, Lopes FL, Bourque G, Sinnett D, McGRAW S. Developmental genome-wide DNA methylation asymmetry between mouse placenta and embryo. Epigenetics. 2020:1-16. doi: 10.1080/15592294.2020.1722922
• Pierre WC, Legault LM, Londono I, McGRAW S*, Lodygensky GA*. Alteration of the brain methylation landscape following postnatal inflammatory injury in rat pups. FASEB Journal. 2020; 34 (1), 432-445 doi: 10.1096/fj.201901461R
• Breton-Larrivée M, Elder E, McGRAW S. DNA methylation, environmental exposures and early embryo development. Animal Reproduction. 2019; 16(3):465-74. doi: 10.21451/1984-3143-AR2019-0062
• Legault LM, Chan D, McGRAW S. Rapid Multiplexed Reduced Representation Bisulfite Sequencing Library Prep  (rRRBS). Bio-Protocol. 2019; Vol 9, Feb 20(4): e3171. doi:  10.21769/BioProtoc.3171
• Legault LM, McGRAW S. Dynamics of DNA methylation reprogramming at the single-cell level in early human embryos. Biology of Reproduction. 2018; 98(5):610-1. doi : 10.1093/biolre/ioy026
• Legault LM, Bertrand-Lehouillier V, McGRAW S. Pre-implantation alcohol exposure and developmental programming of FASD: an epigenetic perspective. Biochemistry and Cell Biology. 2018; 96(2):117-30. doi: 10.1139/bcb-2017-0141