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Charbel Alfeghaly a effectué une licence en sciences de la vie et de la terre ainsi qu’un master en génomique et santé à l’Université Libanaise à Beyrouth. Ensuite, il a réalisé une thèse au sein du laboratoire d'Ingénierie Moléculaire et Physiopathologie Articulaire (IMoPA) à Nancy, France, sous la direction du Dr Isabelle Behm-Ansmant et le Dr Sylvain Maenner.

Lors de sa thèse, il s’est concentré sur les principes qui gouvernent l'activité d'un ARN long non-codant appelé ANRIL. Il a combiné des approches biochimiques et moléculaires pour identifier les gènes contactés et modulés par ANRIL de façon directe. Ses travaux ont fourni des preuves qu’ANRIL cible spécifiquement certains loci via des interactions directes et non médiées par des protéines. Les données obtenues ont permis de raffiner l'activité trans d'ANRIL jusqu’ici décrite et de mieux connaître son lien avec des pathologies.

Après sa thèse, Charbel a intégré le laboratoire du Dr Claire Rougeulle à Paris en tant que chercheur post-doctorant pour explorer l'évolution de l'inactivation du chromosome X entre différents primates comme l’humain, le chimpanzé et le rhésus macaque.