– CardiHox

"Les genes Hox sont des facteurs de transcription conservés qui dirigent la morphogenèse antéropostérieure des métazoaires. Malgré de nombreux efforts de recherche, les mécanismes par lesquels les gènes Hox et leurs cibles génèrent la formation des différentes structures le long de l'axe de l'organisme, sont encore mal caractérisés. Notamment, peu d'études ont analysé la base moléculaire de l'activité des Hox dépendante du contexte, la propriété par laquelle ceux ci dirigent des programmes génétiques spécifiques en fonction du lieu et du moment auquel ils sont exprimés. De même, notre mauvaise compréhension de la façon dont les gènes Hox dirigent la diversification des différentes parties d'un organisme vient de la méconnaissance de la nature de leurs cibles aval. L'identification de ces cibles est cependant requise pour comprendre les bases cellulaires du contrôle de la morphogenèse par les gènes Hox. - - Afin d'aborder ces questions, pour lesquelles l'apport de certaines réponses représenterait une avancées majeure en biologie du développement, nous proposons d'étudier un système biologique bien adapté : le développement du tube cardiaque chez la drosophile. La cardiogenèse chez la drosophile requiert, entre autres, différentes phases d'activité de abdominal A (abdA), qui illustrent certains aspects de la versatilité des gènes Hox pour diriger des programmes génétiques en fonction du contexte spatial et temporel. Ainsi, l'activité de abdA est requise successivement au cours de la définition de lignages cellulaires, au cours de la différentiation et au cours de la reprogrammation cellulaire. De plus, l'organe fonctionnel étant constitué d'un faible nombre de cellules identifiables in vivo, l'étude peut être menée à la résolution d'une cellule. - - Dans ce contexte, notre projet propose : - - D'identifier de façon exhaustive les cibles cardiaques de abdA à différents stades du développement. - - D'identifier des cibles directes et leurs séquences cis-régulatrices pour comprendre une partie de la « grammaire » des Hox, - - De proposer des mécanismes moléculaires (co-facteurs et co-régulateurs) qui rendent la fonction des Hox contexte dépendante. - - Ces questions seront adressées dans un système développemental qui est bien maîtrisé par L. Perrin et L. Roder. L'approche va aussi inclure une analyse bioinformatique qui est bien maîtrisée par C. Herrmann et représente un complément essentiel à l'approche expérimentale. - - Les différentes parties du projet sont: - i) Une analyse pan-génome des cibles aval de abdA au cours de la differentiation du tube cardiaque embryonaire en étudiant par une approche globale, l'analyse pangénome du profil d'expression des gènes et en sélectionnant ceux pour lesquels l'expression dépend de abdA. - ii) Analyser, par la bioinformatique, des séquences régulatrices cardiaques putatives par une étude de quelques gènes sélectionnés mais aussi par une approche à grande échelle à partir de gènes exprimés dans le c¿ur, avec le double but de délimiter les régions génomiques à étudier expérimentalement en tant qu'enhancers et de tenter de comprendre la grammaire utilisée par la combinatoire de facteurs de transcription exprimés dans le tube cardiaque. - iii) Identifier des cibles directes de AbdA par une approche qui combinera la bio-informatique, des expériences de X-Chip et une validation in vivo par transgenèse. - iv) Déterminer les domaines protéiques de AbdA impliqués dans les différentes phases d'activité par l'utilisation de variants mutants et de protéines chimères. - v) Identifier les cofacteurs transcriptionels à partir des données obtenues par les approches i à iv. Les cofacteurs putatifs de AbdA seront notamment identifiés in silico à partir de la présence de leurs sites de liaison au niveau des cibles directes. - - L'analyse proposée doit fournir une contribution majeure à la compréhension des mécanismes moléculaires à l'origine de la spécificité contextuelle des programmes génétiques induits par AbdA....