Blanc SVSE 3 - Blanc - SVSE 3 - Microbiologie, immunologie, infectiologie

Fonction des protéines de la famille Ikaros dans le développement des lymphocytes – Ikaros-in-Lymphocytes

Mécanisme de développement des lymphocytes

Les cellules du système immunitaire se développent dans la moelle osseuse et dans le thymus par progression à travers plusieurs étapes de maturation. La compréhension fine de la régulation de ces étapes permettra de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans certaines leucémies et pathologies du système immunitaire.

le projet porte spécifiquement sur la fonction d'une famille de régulateurs appelée Ikaros

Les protéines de la famille Ikaros sont des régulateurs de l'expression des gènes, qui se fixent à des séquences régulatrices sur l'ADN. Plusieurs membres de cette famille ont été impliqués dans le développement des lymphocytes (Ikaros, Aiolos, helios, Eos), mais leur fonction n'est pas bien comprise. Nous voulons comprendre ces fonctions et déterminer comment ces facteurs interagissent entre eux et avec d'autres voies biologiques.

Nous étudions ces aspects chez la souris, en utilisant des souris normales ou génétiquement modifiées chez qui la chacun de ces facteurs a été inactivé. L'étude des anomalies de ces souris nous permet de comprendre les rôles des facteurs étudiés.

Nos résultats indiquent que ces facteurs sont importants pour réguler des voies biologiques impliquées dans des processus de leucémogenèse chez l'homme, de même que dans des syndromes auto-immuns.

Nos travaux devraient contribuer à mieux comprendre les mécanismes moléculaires et cellulaires qui sont dérégulés dans les leucémies et certaines pathologies du système immunitaire.

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Le développement des lymphocytes est un processus finement régulé qui implique l'activation ou la répression coordonnée de milliers de gènes. Notamment, certains programmes transcriptionnels potentiellement oncogéniques (comme celui dépendant de Notch) doivent être étroitement régulés. La famille de facteurs de transcription Ikaros joue un rôle clé dans la différenciation lymphoïde. Les quatre membres de cette famille sont exprimés pendant la différenciation B et T, partout (Ikaros), ou de façon plus restreinte (Aiolos, Eos et Helios). Ikaros est le facteur le plus étudié, et est clairement important. Les souris déficientes pour Ikaros présentent un blocage de la différenciation B, et une dérégulation du développement T qui conduit à la transformation leucémique. Ce dernier phénotype a été relié à un rôle d'Ikaros dans l'extinction des gènes cibles de Notch, par compétition avec RBPJ, l'effecteur transcriptionnel de Notch. La caractérisation de cette fonction a été l'objet d'un contrat ANR précédent (2006). La perte d'Aiolos a été associée au développement de lymphômes B. Cependant la perte de ce facteur, tout comme celle d'Helios, est moins importante dans les cellules T, suggérant une redondance fonctionnelle. Eos est requis pour la fonction des cellules T régulatrices, mais son rôle dans les autres sous-types lymphocytaires reste inconnu. Il a été suggéré que certains membres de la famille agissent de façon antagoniste (Ikaros/Aiolos vs Helios dans les cellules B), suggérant que leurs actions combinées reflètent une complexité plus importante qu'une simple redondance fonctionnelle. Au niveau moléculaire, la façon dont ces facteurs régulent l'expression des gènes reste obscure. Tous s'associent avec le complexe de déacétylation des histones NURD, et initient donc probablement des modifications épigénétiques au niveau de leurs gènes cibles. De façon surprenante, nous avons trouvé que la perte d'Ikaros est associée à la perte de la marque répressive dépendant de Polycomb, H3K27me3.
Notre hypothèse est qu'Ikaros, en tant que famille, est requis pour coordonner les transitions de l'expression génique pendant la différenciation lymphoïde. Ces facteurs agissent par compétition avec d'autres régulateurs pour des séquences communes. Leurs liaison recrute NURD, et peut-être d'autre complexes, et initie un remodelage de la chromatine qui conduit à des changements épigénétiques stables, comme la méthylation de H3K27. Nos objectifs sont:
1) Définir comment l'affinité d'Ikaros pour les séquences cibles de Notch spécifie la sensibilité des gènes cibles vis-à-vis du signal Notch dans les cellules T. Ces résultats serviront de paradigme pour comprendre comment les facteurs Ikaros peuvent interférer avec d'autres programmes transcriptionnels.
2) Déterminer comment la liaison d'Ikaros conduit au dépôt de marques chromatiniennes dépendantes de Polycomb. Nous montrerons qu'Ikaros recrute NURD, et peut-être d'autres facteurs (TIF1b), au niveau de ses gènes cibles. Nous déterminerons si le ciblage de ces cofacteurs conduit au recrutement ultérieur de Polycomb. Ces études éclaireront les événements en aval de la liaison à l'ADN probablement impliqués dans la fonction des facteurs Ikaros.
3) Disséquer les fonctions spécifiques et redondantes des facteurs Ikaros dans la différenciation lymphoïde, par des analyses génétiques et moléculaires. Nous générerons des mutants simples et multiples pour tous les membres de la famille, et comparerons leurs phénotypes dans les lymphocytes. Nous poserons aussi la question de la spécificité fonctionnelle, en déterminant si Aiolos, Helios et Eos sont capables de remplacer Ikaros dans des systèmes cellulaires. Nous déterminerons si des ensembles de gènes-cibles spécifiques contribuent à la spécificité fonctionnelle de chaque membre.
Ensemble, ces résultats permettront des avancées significatives de la compréhension des mécanismes par lesquels la famille Ikaros contrôle la lymphopoïèse.


Coordinateur du projet

Madame Susan Chan (CENTRE EUROPEEN DE RECHERCHE EN BIOLOGIE ET EN MEDECINE - CERBM) – scpk@igbmc.fr

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

IGBMC CENTRE EUROPEEN DE RECHERCHE EN BIOLOGIE ET EN MEDECINE - CERBM

Aide de l'ANR 650 000 euros
Début et durée du projet scientifique : septembre 2011 - 48 Mois

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