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Health Sciences; Medical Sciences; Life Sciences

Pascale Legault

RNA and molecular medicine

Directrice de département

Faculté de médecine - Département de biochimie et médecine moléculaire

Pavillon J.-Armand-Bombardier, room 2039

514 343-6372

pascale.legault@umontreal.ca

Professeure titulaire

Faculté de médecine - Département de biochimie et médecine moléculaire

pascale.legault@umontreal.ca

Profile

Research expertise

One of the major challenges in modern biomedical sciences is to understand the structure–function relationships that govern non-coding RNAs and their interactions with proteins. Genomic studies have revealed the existence of thousands of non-coding RNAs involved in essential biological processes, particularly in the regulation of gene expression, and associated with numerous human diseases. Despite their importance, these molecules remain poorly characterized, both functionally and structurally, especially when they operate within dynamic RNA–protein complexes.

Our research aims to decipher the molecular mechanisms that control post-transcriptional regulation, with a focus on microRNA biogenesis and the RNA–protein interaction networks that govern it. By combining biochemistry, biophysics, and structural biology (NMR, SAXS, cryo-electron microscopy), we seek to establish direct links between structure, dynamics, and function. In parallel, we contribute to the development of infrastructure and integrated approaches in structural biology to support fundamental discoveries and their applications in human health.

Methodologies: Integrative structural biology, including NMR spectroscopy, cryo-electron microscopy, RNA synthesis and purification, protein expression and purification, enzymology, biomolecular engineering, in vitro selection, riboproteomics, bioinformatics, and functional and structural studies of RNA–protein interactions.

Research axes:

  • Mechanisms of microRNA biogenesis and regulation
  • Structural and mechanistic biology of RNA and RNA–protein interactions
  • RNA–protein networks and regulatory complexity
  • RNA regulation in pathological contexts

Research themes:

  • Structural analysis of macromolecules
  • Bioinformatics, genomics, and proteomics
  • Developmental biology, senescence, neurodegeneration, and cancer
  • Regulation of gene expression
  • Cellular dynamics of macromolecules

Teaching and supervision

Student supervision

Theses and dissertation supervision (Papyrus Institutional Repository)

2024

L’α-synucléine : un regard sur les miARN menant à sa surexpression

Graduate : Salvail-Lacoste, Alix
Cycle : Doctoral
Grade : Ph. D.
2023

Processing activity of the miRNA maturation endonucleases Drosha and Dicer toward let-7 substrates

Graduate : Dadhwal, Gunjan
Cycle : Doctoral
Grade : Ph. D.
2021

Systematic prediction of feedback regulatory network motifs

Graduate : Sahoo, Amruta
Cycle : Master's
Grade : M. Sc.
2021

Études structurales et ingénierie du ribozyme VS de Neurospora

Graduate : Dagenais, Pierre
Cycle : Doctoral
Grade : Ph. D.
2019

Régulation de l’activité de Dicer par TRBP dans la biogénèse des micro-ARN

Graduate : Bouvette, Jonathan
Cycle : Doctoral
Grade : Ph. D.
2016

Études d'ingénierie du ribozyme VS de Neurospora

Graduate : Lacroix-Labonté, Julie
Cycle : Doctoral
Grade : Ph. D.
2015

Adaptations de la méthode de purification d’ARN par affinité avec l’étiquette ARiBo

Graduate : Salvail-Lacoste, Alix
Cycle : Master's
Grade : M. Sc.
2015

Études structurales par résonance magnétique nucléaire du ribozyme VS de Neurospora

Graduate : Bonneau, Éric
Cycle : Doctoral
Grade : Ph. D.
2014

Caractérisation de l’interaction entre la protéine Lin28 et le précurseur du microARN let-7g

Graduate : Desjardins, Alexandre
Cycle : Doctoral
Grade : Ph. D.
2012

Purification par affinité et marquage isotopique spécifique pour études d’ARN fonctionnels

Graduate : Dagenais, Pierre
Cycle : Master's
Grade : M. Sc.
2009

Études Structurales par Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) du Site Actif du Ribozyme VS de Neurospora.

Graduate : Desjardins-Séguin, Geneviève
Cycle : Master's
Grade : M. Sc.

Projects

Research projects

2023 - 2029

Maturation of microRNAs targeting alpha-synuclein

Funding sources: IRSC/Instituts de recherche en santé du Canada
Grant programs: PVXXXXXX-(PJT) Subvention Projet
2023 - 2027

Multiscale 3D cryo-imaging: From organs to molecules

Lead researcher : Joaquin Ortega
Co-researchers : Pascale Legault
Funding sources: FCI/Fondation canadienne pour l'innovation
Grant programs: PVXXXXXX-Fonds d'innovation
2020 - 2027

Maturation of let-7 miRNAs

Lead researcher : Pascale Legault
Funding sources: CRSNG/Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)
Grant programs: PVX20965-(RGP) Programme de subvention à la découverte individuelle ou de groupe
2017 - 2025

STRUCTURAL BIOLOGY AT THE CROSSROADS OF BIOLOGY AND MEDECINE

Lead researcher : Kalle Burges Gehring
Co-researchers : Pascale Legault
Funding sources: FCI/Fondation canadienne pour l'innovation
Grant programs: PVXXXXXX-Fonds d'exploitation des infrastructures (FEI)
2018 - 2024

FGR-CRSNG_2018-2019_Plateforme de Biologie Structurale

Lead researcher : Pascale Legault
Funding sources: CRSNG/Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)
Grant programs: PVXXXXXX-FGR - Subvention de recherche institutionnelle
2016 - 2024

Structural and Engineering Studies of Ribozymes and Riboswitches

Lead researcher : Pascale Legault
Funding sources: IRSC/Instituts de recherche en santé du Canada
Grant programs: PVXXXXXX-(PJT) Subvention Projet
2015 - 2022

CHARACTERIZATION OF MACROMOLECULAR COMPLEXES REGULATING LET7 MICRORNA BIOGENESIS

Lead researcher : Pascale Legault
Funding sources: CRSNG/Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)
Grant programs: PVX20965-(RGP) Programme de subvention à la découverte individuelle ou de groupe
2020 - 2021

Supplément COVID-19 CRSNG_Maturation of let-7 miRNAs

Lead researcher : Pascale Legault
Funding sources: CRSNG/Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)
Grant programs: PVXXXXXX-Supplément à l’appui des étudiants, des stagiaires postdoctoraux et du personnel de soutien à la recherche COVID-19
2018 - 2021

Macromolecular interaction analysis using a surface plasmon resonance biosensor

Lead researcher : John Pascal
Co-researchers : Stephen Michnick , Pascale Legault , James G. Omichinski , Adrian Serohijos
Funding sources: CRSNG/Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)
Grant programs: PVXXXXXX-(OIR) Outils et d'instruments de recherche (de 7 001 $ à 150 000 $)
2013 - 2021

STRUCTURAL BIOLOGY AT THE CROSSROADS OF BIOLOGY AND MEDECINE

Lead researcher : Pascale Legault
Co-researchers : Kalle Burges Gehring
Funding sources: FCI/Fondation canadienne pour l'innovation
Grant programs:
2019 - 2020

MicroRNA-protein interactions regulating alpha-synuclein

Lead researcher : Pascale Legault
Funding sources: Société Parkinson Canada
Grant programs: PVX76887-Projet pilote
2018

Programme de bourse d'été et d'initiation à la recherche au premier cycle IVADO. Candidat: Aurélie Guilbault / Interaction ARN-protéines dans la maturation des microARN

Lead researcher : Pascale Legault
Funding sources: SPIIE/Secrétariat des programmes interorganismes à l’intention des établissements
Grant programs: PVXXXXXX-Fonds d'excellence en recherche Apogée Canada/Bourse
2016 - 2017

FGR CRSNG ; 2016-2017_FONDS D'URGENCE IRSC

Lead researcher : Pascale Legault
Funding sources: CRSNG/Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)
Grant programs: PVXXXXXX-FGR - Subvention de recherche institutionnelle
2008 - 2017

STRUCTURAL AND ENGINEERING STUDIES OF RIBOZYMES AND ROBOSWITCHES

Lead researcher : Pascale Legault
Funding sources: IRSC/Instituts de recherche en santé du Canada
Grant programs: PVXX5647-(MOP) Subvention de fonctionnement incluant les subventions de fonctionnement programmatiques (général)
2010 - 2016

MICRORNA/PROTEIN INTERACTIONS IN THE REGULATION OF GENE EXPRESSION

Lead researcher : Pascale Legault
Funding sources: CRSNG/Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)
Grant programs: PVX20965-(RGP) Programme de subvention à la découverte individuelle ou de groupe
2012 - 2015

THE ARIBO TECHNOLOGY FOR ISOLATION OF RIBONUCLEOPROTEIN COMPLEXE

Lead researcher : Pascale Legault
Funding sources: IRSC/Instituts de recherche en santé du Canada
Grant programs: PVX97685-(PDP/POP) Programme de démonstration des principes
2012 - 2015

THE ARIBO TECHNOLOGY FOR ISOLATION OF RIBONUCLEOPROTEIN COMPLEXE

Lead researcher : Pascale Legault
Funding sources: IRSC/Instituts de recherche en santé du Canada
Grant programs: PVX97685-(PDP/POP) Programme de démonstration des principes
2011 - 2015

STRUCTURAL AND ENGINEERING STUDIES OF RIBOZYMES AND ROBOSWITCHES

Lead researcher : Pascale Legault
2010 - 2015

STRUCTURAL BIOLOGY OF RNA

Funding sources: SPIIE/Secrétariat des programmes interorganismes à l’intention des établissements
Grant programs: PVX50399-Chaires de recherche du Canada
2013 - 2014

BIOGENESIS OF MICRORNAS ASSOCIATED WITH PARKINSON'S DISEASE

Lead researcher : Pascale Legault
Funding sources: Société Parkinson Canada
Grant programs: PVX76887-Projet pilote
2012 - 2014

LOW-VOLUME ITC FOR INVESTIGATING BIOMOLECULAR INTERACTIONS

Lead researcher : James G. Omichinski
Co-researchers : Jurgen Sygusch , Stephen Michnick , Normand Brisson , Pascale Legault , Christian Baron , Rikard Blunck
Funding sources: CRSNG/Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)
Grant programs: PVXXXXXX-(OIR) Outils et d'instruments de recherche (OIR) -1 -(de 7 001 $ à 150 000 $)
2010 - 2014

MICRORNA/PROTEIN INTERACTIONS IN THE REGULATION OF GENE EXPRESSION

Lead researcher : Pascale Legault
2010

A MOLECULAR IMAGER FOR QUANTITATIVE BIOCHEMISTRY

Lead researcher : Pascale Legault

Outreach

Publications and presentations

Publications

  • Dadhwal, G., Samy, H., Bouvette, J., El-Azzouzi, F., Dagenais, P., and Legault, P. (2024). Substrate promiscuity of Dicer toward precursors of the let-7 family and their 3′-end modifications. Cell. Mol. Life Sci. 81, 53. https://doi.org/10.1007/s00018-023-05090-2.
  • Dagenais, P., Desjardins, G., and Legault, P. (2021). An integrative NMR-SAXS approach for structural determination of large RNAs defines the substrate-free state of a trans-cleaving Neurospora Varkud satellite ribozyme. Nucleic Acids Res. 49, 11959–11973. ***Selected by Faculty Opinions (Sattler M and Schlundt A: Faculty Opinions Recommendation of [Dagenais P et al., Nucleic Acids Res 2021 49(20):11959-11973]. In Faculty Opinions, 09 Mar 2022; 10.3410/f.741087392.793591340).***
  • Sidibé, H., Khalfallah, Y., Xiao, S., Gómez, N. B., Tank, E. M. H., Di Tomasso, G., Bareke, E., Aulas, A., McKeever, P. M., Melamed, Z., Destroismaisons, L., Deshaies, J.-E., Zinman, L., Parker, A., Legault, P., Tétreault, M., Barmada, S. J., Robertson, J., and Vande Velde, C. (2021). TDP-43 stabilizes transcripts encoding stress granule protein G3BP1: potential relevance to ALS/FTD. Brain 144, 3461–3476. doi: 10.1093/brain/awab217.
  • Kouwenhoven, W. M., Fortin, G., Penttinen, A.-M., Florence, C., Delignat-Lavaud, B., Bourque, M.-J., Trimbuch, T., Luppi, M. P., Salvail-Lacoste, A., Legault, P., Poulin, J.-F., Rosenmund, C., Awatramani, R., and Trudeau, L.-E. (2020). VGLUT2 expression in dopamine neurons contributes to post-lesional striatal reinnervation. J. Neurosci. 40, 8262–8275.
  • Girard, N., Dagenais, P., Lacroix-Labonté, J., and Legault, P. (2019). A multi-axial RNA joint with a large range of motion promotes sampling of an active ribozyme conformation. Nucleic Acids Res. 47, 3739–3751.
  • Bouvette, J., Korkut, D. N., Fouillen, A., Amellah, S., Nanci, A., Durocher, Y., Omichinski, J. G., and Legault, P. (2018). High-yield production of human Dicer by transfection of HEK293-EBNA1 cells grown in suspension. BMC Biotechnol. 18, 76.
  • Dagenais, P., Girard, N., Bonneau, E., and Legault, P. (2017). Insights into RNA structure and dynamics from recent NMR and X-ray studies of the Neurospora Varkud satellite ribozyme. WIREs RNA 8, e1421. DOI: 10.1002/wrna.1421.
  • Lecoq, L., Raiola, L., Chabot, P. R., Cyr, N., Arseneault, G., Legault, P., and Omichinski, J. G. (2017). Structural characterization of interactions between transactivation domain 1 of the p65 subunit of NF-κB and transcription regulatory factors. Nucleic Acids Res. 45, 5564–5576. DOI: 10.1093/nar/gkx146.
  • Di Tomasso G, Miller Jenkins LM, Legault P. (2016) « ARiBo pull-down for riboproteomic studies based on label-free quantitative mass spectrometry » RNA22; 1760-1770.
  • Lacroix-Labonté J, Girard N, Dagenais P, Legault P. (2016) « Rational engineering of the Neurospora VS ribozyme to allow substrate recognition via different kissing-loop interaction» Nucleic Acids Research, 44(14); 6924-6934.
  • Bonneau, E., Girard, N, Lemieux, S. and Legault, P. (2015) « The NMR structure of the II-III-VI three-way junction from the Neurospora VS ribozyme reveals a critical tertiary interaction and provides new insight into the global ribozyme structure » RNA21; 1621-1632.
  • Bouchard, P. and Legault P. (2014) « A remarkably stable kissing-loop interaction defines substrate recognition by the Neurospora Varkud Satelitte ribozyme »RNA20(9); 1451-1464.
  • Desjardins, A., Bouvette, J. and Legault, P. (2014) « Stepwise assembly of multiple Lin28 proteins on the terminal loop of let-7 miRNA precursors » Nucleic Acids Research, 42(7); 4615-4628.
  • Di Tomasso, G., Salvail-Lacoste, A. Bouvette, J. and Legault, P. (2014) « Affinity purification of in vitro transcribed RNA with homogenuous ends using a 3′-ARiBo tag » Methods in Enzymology Vol. 549: Riboswitch Discovery, Structure and Function.
  • Bouchard, P. and Legault P. (2014) « Structural insights into substrate recognition by the Neurospora Varkud Satellite ribozyme: importance of U-turns at the kissing-loop junction » Biochemistry53(1); 258-269.
  • Salvail-Lacoste, A., Di Tomasso G., Piette, B.L. and Legault P. (2013) « Affinity purification of T7 RNA transcripts with homogenous ends using ARiBo and CRISPR tags » RNA19(7): 1003-1014.
  • Salvail-Lacoste, A., Di Tomasso G., Piette, B.L. and Legault P. (2013) « Affinity purification of T7 RNA transcripts with homogenous ends using ARiBo and CRISPR tags » RNA19(7): 1003-1014.
  • Lacroix-Labonté, J., Girard, N., Lemieux, S. and Legault, P. (2012) « Helix-length compensation studies reveal the adaptability of the VS ribozyme architecture  » Nucleic Acids Research40(5): 2312-2329.
  • Desjardins, A., Yang, A., Bouvette, J., Omichinski, J.G. and Legault, P. (2012) « Importance of the NCp7-like domain in the recognition of the let-7g precursor miRNA by the pluripotency factor Lin28 » Nucleic Acids Research. 40(4): 1767-1777.
  • Di Tomasso, G., Lampron, P., Dagenais, P., Omichinski, J.G. and Legault, P. (2011) « The ARiBo tag: a reliable tool for affinity purification of RNAs under native conditions » Nucleic Acids Res. 39; 3 doi:10.1093/nar/gkp1084.
  • Delfosse, V., Bouchard, P., Bonneau, E., Dagenais, P., Lemay, J.-F., Lafontaine, D. A., Legault, P. (2010) « Riboswitch structure: an internal residue mimicking the purine ligand » Nucleic Acids Res38(6); 2057-68

Disciplines

  • Molecular Medicine
  • Biochemistry
  • Chemistry
  • Bioinformatics

Areas of expertise

  • Nucleic Acids
  • Biotechnology
  • Enzymes and Proteins
  • Biological and Biochemical Mechanisms
  • Carcinogenesis
  • Gene Regulation and Expression
  • Neurodegenerative Diseases (Aging)
  • Modelization and Simulation
  • Proteomics
  • Virus
  • COVID-19
  • Parkinson’s Disease

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