Transcription et Maladies Génétiques – TransDis

Afin de réaliser ce projet, nous étudierons tout particulièrement différents modèles de souris trangéniques portant des mutations soit dans TFIIH (souris d’ores et déjà établies dans notre laboratoire) soit dans le Médiateur. En effet, des souris portant différentes mutations dans le Médiateur (Med12/R961W, Med17/L371P, Med23/R617Q) sont actuellement générées. Ces modèles nous permettront de réaliser dans un contexte physiologique des analyses de l’expression des gènes (RT-PCR quantitative, microarrays), de recrutement de facteurs sur les promoteurs (expériences de ChIP), ainsi que des approches macroscopiques, histologiques (colorations H&E, Oil-red-O…) et biochimiques (immunoprécitpitations, western blots, purification de protéines…).
En parallèle, diverses approches moléculaires et biochimiques seront réalisées à partir de cellules de patients portant différentes mutations au sein de TFIIH, du Médiateur ou des facteurs NER. Ces cellules nous permettront notamment d’étudier le rôle joué par les facteurs NER lors de la transcription et plus particulièrement lors de la formation des boucles de chromatine au niveau des promoteurs des gènes. Des immunoprécipitations de chromatine ainsi que de captures de conformation de chromatine seront entreprises. Par ailleurs, à partir de cellules de patients, nous génèrerons des cellules souches à pluripotence induite (hiPS) qui nous permettront d’étudier dans un contexte cellulaire donné les effets de différentes mutations. Le développement des hIPS est un travail en soi puisque cette technologie innovante doit être mise en place dans notre laboratoire.

Pour l'heure, le projet s'est développé depuis six mois avec la mise en place de différents outils biologiques, comme l'obtention de cellules hiPS et le suivi de la réalisation des nouveaux animaux transgéniques. En parallèle, nos premiers travaux sur les animaux transgéniques portant des mutations au sein de TFIIH ont révélé que le métabolisme osseux est différemment perturbé selon la nature des mutations. Les premiers travaux sur les facteurs NER ont permis de confirmer le rôle, notamment de XPC, dans la structure de la chromatine. Enfin, pour ce qui est du Médiateur, nos premiers travaux à partir de cellules de patients révèlent que le processus de transcription semble être différemment perturbé selon la nature des mutations.

Nous avons comme perspective de poursuivre ce projet (...), en apportant une attention toute particulière au développement des hiPS et des animaux transgéniques. En parallèle, diverses approches expérimentales (spectrométrie de masse, RT-PCR, ChIP, 3C…) seront entreprises selon le calendrier des tâches proposé dans notre projet.

Après 6 mois, aucune publication scientifique ou brevet n'a été obtenu.

Notre projet a pour objectif de mieux appréhender les mécanismes de régulation de l’expression des gènes codant pour des protéines. Jusqu’à ce jour, notre attention s’était particulièrement focalisée sur le complexe TFIIH, connu pour intervenir dans la transcription ainsi que dans la réparation de lésions au sein de l’ADN. Plusieurs maladies rares, comme le xeroderma pigmentosum (XP, parfois associé au syndrome de Cockayne XP/CS) et la trichothiodystrophie (TTD), sont associées à des mutations dans TFIIH. Ces maladies, que l’on retrouve chez des patients portant des mutations dans d’autres facteurs de réparation (XPC, XPA, RPA, XPG, XPF, CSB, soit les facteurs de réparation par excision resyntnèse de nucléotides NER) furent initialement définies comme étant des maladies de la réparation. Cependant, un certain nombre de phénotypes (stérilité, lipodystrophie, anomalies squelettiques) semble bien plus s’expliquer par un défaut d’action des hormones à l’échelle transcriptionnelle. Nous avons ainsi entrepris plusieurs travaux, et avons pu démontrer que des mutations au sein de TFIIH affectent le processus de transactivation médié par différents récepteurs nucléaires. De manière inattendue, de tels défauts ont été retrouvés dans des cellules provenant de patients portant des mutations au sein de facteurs de réparations, ce qui suggère que ces facteurs jouent un rôle (à ce jour inconnu) durant la transcription.
De manière intéressante, diverses maladies génétiques résultent de mutations au sein d’autres partenaires transcriptionnels de TFIIH. C’est le cas notamment de mutations au sein d’un large complexe appelé Médiateur. Ces mutations conduisent à diverses pathologies, tel que le syndrome d’Opitz-Kaveggia (associé notamment à la mutation MED12/R961W), une atrophie cérébelleuse (associée à la mutation MED17/L371P) ou une déficience intellectuelle non syndromique (associée à la mutation MED23/R617Q). Bien que ces mutations soient clairement identifiées, leurs conséquences durant la transcription restent à ce jour incomprises.
Le but de ce projet est donc :
- de mieux comprendre le rôle que peut jouer TFIIH, les facteurs NER et le Médiateur durant la transcription.
- de comprendre comment des mutations au sein de TFIIH ou l’un de ses partenaires perturbent la transcription des gènes et conduisent à diverses pathologies.
De nombreuses approches expérimentales seront entreprises afin de répondre à de telles questions. Ce projet ambitieux, ayant un impact certain en santé humaine, impliquera notamment l’étude de différentes souris transgéniques. Par ailleurs seront générées des cellules souches pluripotentes humaines induites (iPS) à partir de différentes cellules provenant de patients portant des mutations au sein des facteurs d’intérêt. En fonction des phénotypes développés par les patients, ces cellules seront alors redifférenciées, ce qui nous permettra de définir dans un contexte cellulaire précis l’impact que pourrait avoir chaque mutation étudiée. In fine, ce travail nous permettra de mieux définir l’étiologie des pathologies résultant de mutations au sein de TFIIH ou de l’un de ses partenaires transcriptionnels. Ces travaux auront comme corollaire de contribuer à atténuer voire corriger les phénotypes de ces patients.