– AICAR

Les petites molécules, qu'elles soient les produits finaux des voies métaboliques ou bien des métabolites intermédiaires, régulent de nombreux processus cellulaires. Les exemples de métabolites intermédiaires affectant les processus transcriptionnels se sont multipliés récemment. L'accumulation de ces métabolites qui sont aussi des molécules signal peut conduire à de graves dysfonctionements. C'est le cas de l'AICAR et du SAICAR, deux métabolites intermédiaires de la voie de synthèse de l'AMP et du GMP, qui contribuent à activer la transcription des gènes de cette voie en favorisant l'interaction entre deux facteurs de transcription. L'accumulation excessive de ces molécules est toxique pour la levure et chez l'homme, elle a été associée à deux syndromes familiaux provoquant un profond retard mental et des troubles de comportement. La démarche proposée dans ce projet est de comprendre les effets de l'AICAR et du SAICAR chez un organisme modèle (la levure) et d'utiliser ces connaissances pour identifier de nouveaux gènes candidats responsables de pathologies. L'analyse de gènes candidats sera effectuée sur des patients présentant des symptomes cliniques et des profils biochimiques proches de ceux des pathologies du métabolisme purique déjà décrites. Le projet peut être subdivisé en trois objectifs principaux : 1- Identifier les gènes dont la transcription est affectée par l'accumulation d'AICAR, SAICAR. Pour cela nous comparerons le transcriptome de souches de levure accumulant ou non ces métabolites par une approche microarrays . A partir de ces données, nous choisirons quelques gènes représentatifs et en étudierons les mécanismes de régulation au niveau moléculaire. 2- Identifier les protéines qui fixent ces métabolites et analyser leur rôle dans la réponse transcriptionnelle. Nous utiliserons une approche globale basée sur l'incubation de protein chips avec des dérivés radiomarqués de l'AICAR et du SAICAR. Ceci devrait nous permettre d'identifier les différentes protéines (facteurs de transcription, protéines régulatrices, enzymes...) qui fixent l'AICAR et le SAICAR. Le rôle de ces protéines sera alors évalué en mutant le gène correspondant dans des conditions de surproduction d'AICAR ou SAICAR. L'effet de ces mutations sur le transcriptome sera alors déterminé par microarrays. Pour cette partie du projet les résultats attendus sont l'obtention d'une vue d'ensemble des effets de l'AICAR et ses dérivés sur le transcriptome et l'identification des protéines requises pour la réponse à AICAR/SAICAR et pour leur métabolisme chez la levure. 3- Tester de nouveaux gènes candidats (dérivés de l'analyse chez la levure) sur une cohorte de patients. Ce dernier objectif repose sur une approche transversale (homme-levure) tirant parti de l'extrème conservation de la voie de synthèse des purines. Chez la levure, les orthologues des trois gènes du métabolisme purique associés à des pathologies impliquant des retards mentaux et des troubles comportementaux sont connus pour affecter la réponse transcriptionnelle AICAR-dépendante. Notre approche consistera donc à utiliser d'autres gènes de levure connus pour leur effet sur la transcription AICAR dépendante (par exemple ADE12, ADE3, ADE4, GUK1) pour identifier les orthologues humains dont la mutation pourrait être associée à de nouveaux syndromes neurologiques. Dans un premier temps, nous analyserons les dérivés de l'AICAR et du SAICAR dans l'urine de patients présentant de graves troubles neurologiques et comportementaux. Soixante dix patients ne présentant pas d'anomalie métabolique connue ont été recrutés par le Service de Génétique de l'Hopital Necker et évalués par une équipe de pédopsychiatres, dysmorphologistes et neuroradiologues. Après analyse HPLC de l'urine de ces patients, nous sélectionnerons les patients les plus susceptibles de souffrir d'un trouble du métabolisme purique et une analyse moléculaire des gènes candidats sera alors menée sur l'ADN de ces patients. Cette se.