Morphogenèse du rhombencéphale et transfert intercellulaire d'un facteur de transcription – RhombTransFac

Ce programme de recherche comporte deux objectifs principaux: l'analyse des mécanismes moléculaires et cellulaires gouvernant la segmentation du rhombencéphale et l'étude d'un nouveau mode de transfert intercellulaire de protéine. La morphogenèse du rhombencéphale des vertébrés implique un processus de segmentation qui aboutit à la formation de métamères appelés rhombomères (r) et joue un rôle essentiel dans l'organisation ultérieure de cette partie du cerveau et de la face. La segmentation du rhombencéphale est l'un des systèmes les mieux étudiés en termes de régionalisation chez les vertébrés et nous attendons de la poursuite de son étude la découverte de nouveaux mécanismes et le développement de nouveaux concepts qui pourraient avoir une application générale. Le gène du facteur de transcription Krox20 est exprimé dans r3 et r5 et est essentiel à la délimitation de ces territoires et à la spécification de leur identité. Nous avons montré que l'un des mécanismes par lesquels Krox20 contrôle le développement de r3/r5 est l'activation de sa propre expression par un processus non cellulaire-autonome. Plus récemment, nous avons identifié dans la protéine un motif riche en proline qui est requis pour l'activation non cellulaire-autonome de gènes cribles, mais non pour leur activation cellulaire-autonome. De plus, des données préliminaires suggèrent que Krox20 est transféré de cellule à cellule de manière non conventionnelle et que le motif riche en proline est également impliqué dans ce processus. Finalement, nous avons identifié dans le locus Krox20 un élément cis autorégulateur, l'élément A, qui requière la fixation de Krox20 pour son activité. Notre hypothèse de travail est que l'autorégulation non cellulaire-autonome implique le transfert de Krox20 d'une cellule exprimant le gène à une cellule réceptrice, induisant l'activation dans cette dernière de la boucle d'autorégulation cellulaire-autonome dépendant de l'élément A. Notre programme de recherche comportera trois parties. Dans la première, nous allons analyser la régulation de Krox20 à travers l'étude de deux éléments cis, les éléments A et C. Nous savons que l'activité de l'élément A est dépendante d'autres facteurs dont certains sont régionalisés et qui doivent donc jouer un rôle important dans la segmentation. Nous allons tenter de les identifier par des approches systématique et de gène candidat. La première inclura l'analyse de l'effet sur l'activité du enhancer de l'élimination de séquences fortement conservées au cours de l'évolution, suivie par la recherche de facteurs interagissant avec ces séquences. Nous allons également réaliser une inactivation de l'élément A chez la souris pour déterminer sa contribution à l'établissement du patron d'expression de Krox20 in vivo. L'élément C est aussi intéressant car il est responsable de l'activation initiale, extrêmement localisée de Krox20 dans r3. Comme dans le cas de l'élément A, nous rechercherons les facteurs gouvernant cette activité par approches systématique et de gène candidat. Finalement, nous analyserons le rôle précis des gènes Srpy que nous avons récemment impliqués dans la régulation de Krox20. La seconde partie du projet étudiera les mécanismes d'activation non cellulaire-autonome et de transfert intercellulaire de Krox20. Nous allons d'abord confirmer nos données sur le transfert en utilisant différentes voies dont une approche génétique sophistiquée utilisant la modification de la spécificité de reconnaissance de l'élément A par Krox20. Nous analyserons aussi les conséquences in vivo de la mutation du motif riche en proline par l'introduction d'une mutation dans la lignée germinale de la souris. Le phénotype sera comparé à celui obtenu dans le cas de l'inactivation de l'élément A. Nous réaliserons une analyse détaillée des mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans le transfert intercellulaire de Krox20. Ceci inclura l'analyse du trafic intra- et exta-cellulaire, une étude structure-fonction du