Identification of new genes involved in the generation of circadian rhythms and their entrainment in Drosophila – ClockGen

Approche génétique basée sur un crible comportemental. L'expression de gènes est altérée dans les neurones qui contrôlent le rythme veille-sommeil, grâce à l'expression ciblée d'un ARN interférent qui conduit à la baisse spécifique d'un transcrit dans ces neurones et à l'altération du rythme veille-sommeil lorsque le gène a une fonction circadienne. Les gènes candidats sont ensuite analysés en évaluant les effets moléculaires (oscillations protéiques) de leu inhibition par RNAi.

Les fonctions des deux ubiquitine ligases ont été caractérisées: CTRIP contrôle principalement la stabilité de la protéine CLOCK, en particulier les formes hautement phosphorylées présentes en début de journée (Lamaze et al., 2011), tandis que CUL3 contrôle principalement la protéine TIMELESS, en particulier les formes peu phosphorylées présentes en début de nuit (Grima et al. 2012).

Comprendre les mécanismes qui génèrent les rythmes veille-sommeil et pouvoir les utiliser pour contrecarrer les perturbations physiologiques qu'induit en particulier le travail posté chez l'homme.

Lamaze, A., Lamouroux, A., Vias, C., Hung, H. C., Weber, F., and Rouyer, F. (2011). The E3 ubiquitin ligase CTRIP controls CLOCK levels and PERIOD oscillations in Drosophila. EMBO Rep 12, 549-557.
Grima, B., Dognon, A., Lamouroux, A., Chelot, E., and Rouyer, F. (2012). CULLIN-3 Controls TIMELESS Oscillations in the Drosophila Circadian Clock. PLoS Biol 10, e1001367.

Circadian clocks (period of about 24 h) are observed in most living organisms and allow them to adapt their physiology and behavior to the environmental changes imposed by the rotation of the earth. A brain circadian clock controls sleep-wake rhythms in many animals and its description in Drosophila fuels the circadian field with cellular and molecuar mechanisms for many years. Many clock genes have been isolated in flies and a large fraction of them have functional orthologs in mammals. In both insect and mammalian clock cells, these genes participate to interlocked transcriptional feedback loops. These feedback loops generate oscillations of clock proteins levels through a tight control of the proteins stability, nuclear transfer, and transcriptional activity. The goal of this project is to characterize the molecular function of new components that are involved in these post-translational controls and that have been isolated in the laboratory. In a second part of the project we will perform a genome wide RNAi screen to try unraveling molecular components of the visual system photoreceptive pathway that synchronizes the molecular clock to day-night- cycles.