– RNAES

La découverte récente du mécanisme d?interférence ARN (RNAi) et de ses molécules effectrices - des petits ARNs de 21 à 40 nt - constitue une (r)évolution dans notre compréhension de la régulation de l?expression des génomes de plantes, d?invertébrés ou de mammifères (Fire et al., 1998; Baulcombe, 2004; Lau et al., 2006; Katiyar-Agarwal et al., 2007. Chez les mammifères différentes études ont démontré l?existence de trois classes de petits ARNs endogènes: les microARNs (miRNAs), les petits ARNs interférents endogènes (endo-siRNA) et les ARNs interagissant avec les protéines PIWI (piRNAs) (pour revue : Golden et al., 2008). Le projet présenté ici vise à déterminer la dynamique d?expression et le rôle des petits ARNs au cours du développement murin, en utilisant comme système modèle les cellules embryonnaires souches murines (ES) et l?embryon murin . Nous étudierons plus particulièrement l?implication de ces petits ARNs dans les processus épigénétiques comme l?inactivation du chromosome X, qui se mettent en place au cours du développement précoce. Ce projet repose sur nos précédents travaux développer au travers d?une collaboration entre les laboratoires du Dr E. Heard et du Dr O. Voinnet, qui ont permis la description du profil d?expression de l?ensemble des microARNs présents dans les cellules ES males et femelles au cours de leur différenciation cellulaire et ainsi de mettre en évidence certains miRs sex-spécifiques. (Ciaudo et al, en préparation). Nous avons aussi pu montrer pour la première fois l?existence de piRNAs et de endo-siRNAs dans les cellules ES indifférenciées. Ce travail a souligné la valeur des cellules ES comme système modèle pour l?étude de la régulation de ces petits ARNs au cours du développement et a permis de définir leurs rôles potentiels. Des études récentes ont en effet montré l?importance des microARNs, et plus particulièrement du cluster miR-290, dans le maintien de l?état indifférencié des ces cellules (Houbaviy et al., 2005; Benetti et al., 2008; Sinkkonen et al., 2008). Toutefois aucune étude n?a pour l?instant était menée dans les cellules ES males et femelles durant les premières étapes de leur différenciation ou durant le développement embryonnaire précoce murin. Ce premier travail réalisé entre nos deux équipes a permis la découverte de nouveaux patrons d?expression des petits ARNs dans les cellules souches et nous souhaiterions maintenant approfondir l?étude de ces différents petits ARNs dans le cadre de cette ANR. Nous proposons ici différentes approches innovantes afin de pouvoir étudier les trois classes de petits ARNs décrites chez les mammifères. Au vue de l?importance du rôle jouer par les microARNs au cours du développement et de nombreux processus développementaux (pour revue : Zhanq et al., 2007) et de nos travaux montrant l?existence de microARNs sex-spécifiques, nous proposons d?approfondir notre étude sur le cluster de microARN miR-302. Nous avons aussi pu mettre en évidence des petits ARNs uniques provenant du chromosome X femelle au cours de son inactivation, suggérant un lien entre le processus d?ARN interférence et les modifications épigénétiques subit par le chromosome X (Chow et al., en préparation). D?autres travaux ont montré récemment que des petits ARNs spécifiques du chromosome X pourraient être produits par les deux grands ARNs non-codants Xist et Tsix qui jouent un rôle majeur dans l?établissement cette inactivation (Ogawa et al., 2008). Nous souhaiterions donc par ce présent projet étudier l?implication de l?ensemble des petits ARNs décrits chez les mammifères (miRNA, siRNA?) dans les processus épigénétiques et plus particulièrement au niveau de l?inactivation du chromosome X murin. Pour ce faire nous générerons différents outils (cellules et animaux mutés pour les voies de l?ARN interférence et de l?inactivation du chromosome X) et utiliserons des approches novatrices aussi bien dans les domaines de la biologie moléculaire que cellulaire. Les deux laboratoires impliqués dans ce projet représentent une combinaison unique aussi bien au niveau du domaine de l?interférence ARN (O.Voinnet) que de l?inactivation du chromosome X (E.Heard) et le projet proposé permettra d?ouvrir de nouveaux champs d?investigation à la pointe de la recherche actuelle.