Rôle de l'épissage mineur dans le développement cérébral – U4ATAC-BRAIN

Dans des articles précurseurs publiés en 2011, notre groupe et d'autres équipes ont identifié des mutations d’un gène non codant, RNU4ATAC, dans une maladie autosomique récessive appelée nanisme primordial ostéodysplasique microcéphalique de type 1 (MOPD1, OMIM 210710) ou syndrome de Taybi-Linder (TALS). Cette affection se caractérise par de multiples malformations, incluant une microcéphalie grave, des malformations corticales graves du cerveau (anomalies de migration neuronale), une agénésie/dysgénésie du corps calleux, une hypoplasie du vermis cérébelleux, une déficience intellectuelle, un retard de croissance anté et postnatal grave et un décès précoce inexpliqué survenant au cours des deux premières années de la vie dans plus de 70 % des cas.
U4atac est un petit ARN nucléaire (snRNA) non codant de 131 nucléotides; les snRNAs sont des composants ARN du spliceosome, un complexe ribonucléoprotéique catalysant l'élimination des introns des ARNm pré-messagers pour produire des ARNm matures. Deux machineries d’épissage très similaires existent chez les vertébrés ainsi que chez d'autres espèces : (i) le spliceosome majeur qui épisse les introns de type U2 représentant la très grande majorité des introns ; (ii) le spliceosome mineur qui enlève les introns mineurs de type U12 au nombre de ~850 introns situés dans 700 gènes (qui contiennent également des introns majeurs). Ces deux spliceosomes sont formés par les associations séquentielles de plus de 100 protéines et de cinq snRNAs (U1, U2, U4, U5 et U6 pour le spliceosome majeur, U11, U12, U4atac, U5 et U6atac pour le mineur) qui interagissent les uns avec les autres et avec le substrat pré-ARNm. Il est intéressant de noter que d'autres maladies congénitales très rares appelées syndrome de Roifman (RFMN, OMIM 616651) et syndrome de Lowry Wood (LWS, OMIM 226960) ont aussi été récemment associées à des mutations bialléliques de RNU4ATAC. Alors que les patients souffrant de RFMN et de LWS partagent des caractéristiques communes avec ceux atteints de TALS (microcéphalie, retard de croissance, dysplasie squelettique, déficience intellectuelle....), il est à noter que les patients RFMN présentent une déficience en anticorps spécifique qui est la caractéristique de ce syndrome d'immunodéficience rare.
Nos résultats préliminaires non publiés fournissent des observations directes de rétentions d’introns mineurs dans les fibroblastes et les cellules lymphoblastiques dérivés de patients atteints de TALS. Cependant, on ne sait toujours pas comment ces défauts d'épissage induisent les anomalies de développement du cerveau. Dans ce travail, nous combinerons de multiples approches, à savoir la génétique clinique, la génomique, la transcriptomique, la bioinformatique, la biochimie, la biologie moléculaire et cellulaire ainsi que des modèles de poissons zèbres pour comprendre la cascade d'événements reliant les mutations de RNU4ATAC aux anomalies de développement du cerveau. A cet égard, nous chercherons tout d’abord un défaut possible dans la formation de la tri-snRNP U4atac-U6atac.U5 dans les cellules mutantes RNU4ATAC, ce qui pourrait expliquer le dysfonctionnement du spliceosome mineur. Egalement, nous explorerons le pattern d’expression et d’épissage de tous les gènes contenant un intron U12 dans la population générale. En outre, nous améliorerons les connaissances sur le spectre des variants de RNU4ATAC et les phénotypes qui en résultent, ce qui permettra une prise en charge médicale précise des patients atteints d'un phénotype associé à RNU4ATAC et un conseil génétique éclairé de leur famille.