– EpiDev

L'équilibre entre chromatine réprimée et chromatine active est maintenue par l'activité dynamique de protéines spécifiques qui vont médier l'incorporation de variants d'histones, les modifications des histones, le remodelage des nucléosomes et la méthylation de l'ADN. La transmission des profils épigénétiques établis par ces protéines assure le maintien de programmmes développementaux et de différentiation, et l'altération de ces profils peut avoir des effets importants sur le développement normal. L'étude de différents facteurs de remodelage de la chromatine dans un contexte developmental est donc d'une importance fondamentale pour la compréhension de l'influence des mécanismes épigénétiques dans le dévelopement des métazoaires. Nous visons à améliorer notre compréhension des mécanismes épigénétique de régulation génique dans un contexte développemental en utilisant le nématode C. elegans. Ce nématode offre un grand potentiel d'analyse génétique grâce à son cycle de vie court, sa petite taille et ses facilités de culture en laboratoire. L'anatomie simple de C. elegans en fait aussi un excellent organisme modèle pour l'étude du développement par utilisation de génomique fonctionnelle, d'excellentes ressources génomiques étant disponibles. Les protéines HP1 jouent un rôle clé dans l'organisation dynamique de l'architecture nucléaire, le remodelage de la chromatine, le silencing transcriptionnel, et contribuent directement à la structure de la chromatine répressive par fixation sur les H3 méthylés sur le résidu lysine 9 (H3K9-me). Des observations chez les mammifères suggèrent qu'en plus de jouer un rôle essentiel dans le formation de l'hétérochromatine, les protéines de la famille HP1 ont un rôle dans la régulation épigénétique de l'expression génique au niveau des régions euchromatiques. L'importance primordiale de HP1 pour la régulation épigénétique de l'expression génique est soulignée par le fait qu'elle est associée avec différents processus tumorigéniques chez les mammifères. Cependant, la fonction de ces protéines dans des voies développementales spécifiques reste en grande partie inconnue. En 2002, nous avons identifié pour la première fois deux homologues de HP1 dans le génome de C. elegans, que nous avons nommé HPL-1 et HPL-2. Nous avons montré que HPL-2 agit dans une voie de répression transcriptionnelle qui inclut des homologues du complexe humain Rb. HPL-2 forme un complexe avec la protéine à doigt de zinc LIN-13, un autre membre de la voie Rb qui comprend HPL-2. LIN-13 est requis pour lerecrutement de HPL-2 au niveau de la chromatine, et nous avons identifié des cibles potentielles pour ces deux gènes. Etant donné que HPL-2 et LIN-13 possèdent des sites de fixation à Rb, nous pensons que ces protéines pourraient agir via Rb dans la répression de gènes spécifiques. La délétion de hpl-2 aboutit à une stérilité et à des défauts de croissance. A l'inverse, hpl-1 n'est pas indispensable pour le développement des lignées germinale et somatique. Cependant, HPL-1 et HPL-2 sont requis de maniere redondat dans le développement post-embryonnaire ; le double mutant hpl-1;hpl-2 ne se développe pas en effet au delà du stade larvaire. Nos données apportent les premières évidences d'une action à la fois unique et redondante des protéines de la famille HP1 dans le développement des métazoaires. Lors d'un crible RNAi, nous avons isolé SET-2, un homologue de SET1 humain et des gènes mixed lineage leukemia (mll), comme suppresseur du phénotype mutant hpl-2. Les protéines SET1/MLL de mammifères sont retrouvés dans des complexes histone-methyltransférases spécifiques de H3K4 et nous avons trouvé que les homologues d'autres sous-unités de ces complexes suppriment aussi le phénotype mutant hpl-2. De plus, l'activité H3K4 Histone-Méthyltransférase de ces protéines semble conservée chez C. elegans. Ces résultats suggèrent qu'un complexe SET1/MLL chez C. elegans pourrait antagoniser la fonction répressive de HPL-2 dans le développement. Nous avons prévu de poursuivre l'étude de HPL-2 par utilisation d'approches complémentaires, incluant des analyses par microarrays en collaboration avec le groupe Gasser au FMI (Bâle, Suisse) pour identifier des gènes cibles et le développement d'une approche globale de ChIP on Chip pour déterminer les sites de fixation génomiques de HPL-2. Une approche protéomique permettra d'identifier d'autres protéines interagissant avec HPL-2. Des analyses génétiques et de localisation permettront de valider les candidats isolées par ces approches et leur liens avec HPL-2. Puisque ni SET1, ni aucune sous-unité des complexes SET1/MLL n'ont été étudié dans un contexte développemental, nous allons poursuivre la caractérisation du complexe SET-2/SET1 par des approches génétiques, moléculaires et biochimiques et essayer de déterminer les mécanismes opposant l'activité de ce complexe aux fonctions de la protéine HPL-2.