Signification biologique de la machinerie de transcription spécifique pendant la croissance de l'ovocyte chez la souris – PICoo

Dans un organisme multicellulaire, toutes les cellules partagent la même information génétique mais l'expriment différemment en fonction de leur type cellulaire. La régulation de l'expression des gènes dans les différentes cellules est une question fondamentale qui a des implications importantes dans des situations pathologiques humaines.
La formation du complexe de pré-initiation (PIC) contenant l'ARN polymérase II (Pol II) et 6 facteurs généraux de la transcription (GTFs) est une étape importante de l'expression des gènes. La formation du PIC est d'abord régulée par l'augmentation de l'accessibilité de l’ADN médiée par des coactivateurs transcriptionnels, puis par l'assemblage séquentiel des GTF sur les promoteurs. Le complexe GTF TFIID, composé de TBP et de 13 TAFs, joue un rôle majeur car il est le premier GTF à reconnaître le promoteur et à initier l'assemblage du PIC.
Le modèle traditionnel suggérant que la reconnaissance du promoteur est toujours médiée par TFIID a été remis en question chez les métazoaires. La découverte de paralogues spécialisés de TAF et d’homologues de TBP a montré qu'il existe une variabilité dans les complexes reconnaissant les promoteurs in vivo. Cette variabilité suggère aussi que le contexte d'initiation de la transcription varie entre les types et les états cellulaires, indiquant que la machinerie d'initiation de la transcription a évolué pour s'adapter aux différentes contraintes transcriptionnelles pour un contrôle spatio-temporel efficace de l'expression des gènes. Un défi majeur consiste donc à comprendre la nature et la fonction biologique de ces complexes TFIID alternatifs potentiels qui pourraient être directement impliqués dans l'établissement de programmes d'expression génique cellulaires spécifiques.
Nous avons récemment découvert une machinerie de transcription basale pendant la croissance ovocytaire, TBP étant remplacé par son homologue TBP-like protein 2 (TBPL2/TRF3). Notre hypothèse est que l'initiation de la transcription médiée par TBPL2 joue un rôle majeur dans l'établissement du transcriptome maternel et des caractéristiques spécifiques de l'ovocyte. En combinant des approches transdisciplinaires et des technologies de pointe, notre projet collaboratif vise à acquérir une meilleure compréhension de la machinerie alternative d'initiation de la transcription médiée par TBPL2 pendant la croissance de l'ovocyte. Notre projet se concentrera sur la caractérisation structurelle de la machinerie transcriptionnelle spécifique contenant TBPL2 et sur la compréhension de son importance fonctionnelle pendant la croissance ovocytaire en 4 objectifs : i) caractérisation de la composition du complexe contenant TBPL2, ii) analyse de l'importance de la transition de la machinerie d'initiation de la transcription, iii) caractérisation des complexes protéiques associés à l'initiation de la transcription pendant la croissance ovocytaire et iv) importance fonctionnelle de l'initiation de la transcription médiée par TBPL2 dans le remodelage du transcriptome maternel et dans l'établissement du méthylome de l'ADN. Notre projet permettra d'explorer des nouveaux mécanismes de régulation de la transcription au cours de l'ovogenèse, en particulier.
La principale nouveauté de notre projet est d'aborder des questions structurelles, protéomiques, transcriptomiques et génomiques dans un type cellulaire limité in vivo et qui n'a pas de modèles cellulaires établis. C’est un défi majeur car ce matériel biologique est rare, mais il sera surmonté grâce à l'expertise des différents partenaires et à l'utilisation de technologies de pointe utilisant un faible nombre de cellules. En conséquence, notre projet multidisciplinaire élargira nos connaissances sur les mécanismes de base de l'initiation de la transcription, mais aussi sur la compréhension de nouveaux mécanismes moléculaires liés à l'infertilité féminine.