Étude des mécanismes moléculaires associés aux anomalies du développement cerébral dues à des mutations du gène RBMX et de la compensation fonctionnelle par sa rétrocopie RBMXL1 chez l’homme et chez la souris – RETRO-RBMX

RBMX est un gène situé sur le chromosome (chr) X chez les mammifères qui code pour la protéine RMBX/hnRNP-G, connue pour lier les ARN et réguler l'épissage alternatif en tant que membre du splicéosome. Des mutations génétiques de RBMX causent un syndrome neuro-développemental caractérisé par une déficience intellectuelle et des malformations cérébrales et oculaires de sévérité variable affectant les garçons hémizygotes. De nombreuses rétrocopies de RBMX existent chez les mammifères. Les rétrocopies les plus récentes, RBMXL1 chez les primates, et Rbmxl1a et Rbmxl1b chez les rongeurs, résultent d'événements de rétroposition indépendants et codent pour des protéines vraisemblablement fonctionnelles, identiques à 96-98%, exprimées pendant le développement cérébral. Les objectifs de ce projet sont 1) d'étudier les mécanismes par lesquels les mutations humaines conduisent à des malformations cérébrales et 2) de disséquer les mécanismes moléculaires par lesquels RBMX et ses rétrocopies fonctionnelles contribuent au développement cérébral chez l'homme et la souris. Pour ce faire, nous proposons de générer des modèles cellulaires humains et des modèles in vivo chez la souris. D'une part, nous générerons des cellules souches pluripotentes induites (iPSCs) à partir de fibroblastes de trois patients et utiliserons la technologie CRISPR-cas9 pour i) corriger la mutation, et ii) inactiver RBMX, iii) RBMXL1 ou iv) les deux à la fois. Nous effectuerons des analyses multiomiques (RNAseq et protéomique) dans les fibroblastes et les précurseurs neuronaux dérivés des iPSCs afin d'identifier les gènes et isoformes d'épissage contrôlés par RBMX et RBMXL1 et ceux altérés par les mutations. Nous utiliserons des tests minigènes pour tester la capacité des protéines RBMX, RBMXL1 et RBMX mutantes à promouvoir l'épissage in vitro et des cribles double-hybride pour identifier les partenaires protéiques partagés ou différent entre ces protéines. En parallèle, nous utiliserons l'électroporation in utero dans des embryons de souris pour étudier les conséquences moléculaires et cellulaires de la déplétion en Rbmx et Rbmxl1, seuls ou en combinaison, et la capacité de RBMX sauvage ou mutant à compenser les défauts observés. Nous testerons les hypothèses de perte et/ou gain de fonction de RBMX, et d’effet dominant-négatif de RBMX muté sur RBMXL1. Une troisième partie consistera à intégrer les résultats obtenus dans les modèles humains et murins et à élucider les contributions spécifiques de RBMX/Rbmx et de ses rétrocopies au cours du développement cérébral de chaque espèce. En conclusion, ce projet devrait mettre en lumière les mécanismes complexes par lesquels RBMX et ses rétrocopies contrôlent le développement du cerveau. En outre, il pourrait permettre de comprendre comment la rétroposition indépendante et récurrente d'un gène unique a pu contribuer à façonner la taille et la fonction du cerveau au cours de l'évolution.