Institut Pasteur Rapport d'activité de l'unité Genetique Moleculaire Murine

URA CNRS 1947


Responsable : AVNER Philip (pavner@pasteur.fr)

Résumé du rapport

Les activités de l'Unité de Génétique Moléculaire Murine sont centrées autour de deux thématiques principales. La première porte sur l'étude de l'inactivation du chromosome X chez la souris. Nos efforts actuels portent principalement sur la caractérisation de Xic (X-inactivation center), région responsable de l’initiation de l’inactivation. Au sein de Xic, deux éléments importants pour le processus d’inactivation, Xist (X-inactive specific transcript), seul gène connu pour être exprimé à partir du X inactif et Xce (X-controlling element) un locus qui influence le choix du chromosome X à inactiver, ont été localisés. Le séquençage d’une région de 100 kb en 3’ de Xist, nous a déjà permis de démontrer, au sein de cette region, la présence d’une série d’éléments impliqués dans le contrôle de l’expression de Xist, ainsi que le contrôle du processus de choix et de comptage qui font partie du processus d’inactivation. Le séquençage génomique d’une région d’un mégabase, au sein du Xic murin, ainsi que la région équivalente du Xic bovin, à présent entrepris en collaboration avec le Génoscope, devrait permettre à travers l’analyse comparative de la région Xic, chez ces espèces et chez l’homme, d’identifier l’ensemble des éléments conservés au cours de l’évolution et donc potentiellement impliqués dans le fonctionnement du Xic. Parmi ces élements se trouve le locus Xce. Nous avons pu, cette dernière année, considérablement affiner la localisation de ce locus au sein de Xic. Le clonage du locus Xce est dans le cadre du projet de séquençage, un objectif prioritaire. La deuxième thématique concerne l'utilisation de la souris pour permettre, d'une façon générale, d'approfondir nos connaissances des caractères ou des phénotypes à la fois sous contrôle multifactoriel et polygénique. Ainsi, le diabète insulino-dépendant est étudié à travers la souche NOD. Nos recherches sont actuellement centrées sur la caractérisation des facteurs génétiques impliqués dans la résistance au diabète de type 1 liés au chromosome 6 murin. Nos recherches des gènes candidats impliqués dans le diabète de type 1 au sein de la région ainsi définie font appel à l’approche de « cDNA selection » entreprise en utilisant une partie de la région mise en contig de YAC.

Abstract

One of the two major areas of research of the Mouse Molecular Genetics Unit is X chromosome inactivation. Three genetic elements have been identified as being important in the initial stages of X-inactivation, Xic, the X-inactivation centre; Xce or the X controlling element which influences the probability as to which of the two X chromosomes present in the diploid female cell will be inactivated; and Xist which codes for the only known transcript transcribed specifically from the inactive X chromosome. The Unit has identified within a recently sequenced 100 kb region lying 3’ to Xist elements which control the expression of this gene and others which appear to influence both the process of counting and choice of chromosome to inactivate. The latter elements are distinct from Xce whose localisation, we have recently been able to considerably refine.The sequencing and comparative analysis of an extended region of the Xic in both the mouse and the cow, in collaboration with Genoscope should allow further elements intervening in the initiation of X-inactivation to be identified. The cloning and identification of Xce remains at the centre of this new sequencing project. The second major area of research concerns the study of characters under multifactorial and multigenic control. Susceptibility to type 1 diabetes is one such such trait and the NOD (Non-Obese Diabetic) mouse has been widely exploited as a model system for its study in the mouse. Our studies are centred around the characterisation of control loci situated in the distal part of mouse chromosome 6. The past year has seen considerable progress in the progressive refinement of the genetic localisation of these susceptibility/resistance factor(s), the completion of a physical map based on YAC contigs for the distal part of mouse chromosome 6, and the use of this physical ressource to identify pancreatic transcripts encoded by genes lying within the candidate region.

Texte du rapport

Les activités de l'Unité de Génétique Moléculaire Murine sont centrées autour de deux thématiques principales, toutes deux ayant une forte composante génomique et post-génomique. La première porte sur l'étude de l'inactivation du chromosome X chez la souris. L'intérêt de ce système sur le plan biologique est double. Il réside d'une part dans le fait que l'inactivation représente le système de régulation génique en cis sur la plus longue distance chromosomique connue chez les mammifères, et d'autre part, dans le fait que la mise en oeuvre de cette régulation est fortement associée aux étapes de différenciation survenant pendant l'embryogenèse précoce. Nos efforts actuels portent principalement sur la caractérisation de Xic (X-inactivation center), région responsable de l’initiation de l’inactivation. Au sein de Xic, deux éléments importants pour le processus d’inactivation, Xist (X-inactive specific transcript), seul gène connu pour être exprimé à partir du X inactif et Xce (X-controlling element) un locus qui influence le choix du chromosome X à inactiver, ont été localisés. Notre caractérisation du Xic murin est à la fois structurale et fonctionnelle. La caractérisation fonctionnelle fait appel à des approches de transgenèse de YAC et à l’introduction, par recombinaison homologue, de mutation ciblées. L’analyse structurale que nous avons entrepris implique le séquençage et l’identification des éléments génétiques, autres que Xist, pouvant être impliqués au sein de Xic dans le processus d’inactivation. Le séquençage d’une région de 100 kb en 3’ de Xist, nous a déjà permis de démontrer, au sein de cette region, la présence d’une série d’éléments impliqués dans le contrôle de l’expression de Xist, ainsi que le contrôle du processus de choix et de comptage qui font partie du processus d’inactivation. Le séquençage génomique d’une région d’un mégabase, au sein du Xic murin, ainsi que la région équivalente du Xic bovin, à présent entrepris en collaboration avec le Génoscope, devrait permettre à travers l’analyse comparative de la région Xic, chez ces espèces et chez l’homme, d’identifier l’ensemble des éléments conservés au cours de l’évolution et donc potentiellement impliqués dans le fonctionnement du Xic. Parmi ces élements se trouve le locus Xce. Nous avons pu, cette dernière année, considérablement affiner la localisation de ce locus au sein de Xic. Le clonage du locus Xce est dans le cadre du projet de séquençage, un objectif prioritaire. Pris dans leur ensemble, nos travaux récents ont permis à la fois de mieux cerner la région nécessaire et suffisante pour l’initiation de l’inactivation, et de définir, au sein de cette region, certains des éléments importants pour son fonctionnement. (Philip AVNER, Agnès BOURDET, Philippe CLERC, Emmanuel DEBRAND, Edith HEARD, Nathan MISE, Céline MOREY, Marine PRISSETTE)

La deuxième thématique concerne l'utilisation de la souris pour permettre, d'une façon générale, d'approfondir nos connaissances des caractères ou des phénotypes à la fois sous contrôle multifactoriel et polygénique. Ainsi, le diabète insulino-dépendant est étudié à travers la souche NOD. Ces recherches portent sur les facteurs génétiques impliqués dans la susceptibilité à cette maladie dont l'évolution dépend en partie de facteurs génétiques et, en partie, des facteurs environnementaux. Nos recherches sont actuellement centrées sur la caractérisation des facteurs génétiques impliqués dans la résistance au diabète de type 1 liés au chromosome 6 murin. Une carte physique composée de contigs de YAC murins recouvrant 15 mégabases entourant la région candidate du chromosome 6 distal a été construite en parallèle avec le développement de nouvelles lignées congéniques (NOD X C3H;NOD X PWK) permettant d’affiner les localisations initiales. Nos recherches des gènes candidats impliqués dans le diabète de type 1 au sein de cette région sont axées prioritairement autour de la recherche du gène codant pour un autoantigène fortement impliqué dans la mise en place de l’insulinite et du diabète de type 1. Pour rechercher des séquences candidates, une approche de « cDNA selection » a été entreprise en utilisant une partie de la région mise en contig de YAC. (Philip AVNER, Florence JOLY, Evie MELANITOU, Ute ROGNER, Amanda STAFFORD).

Personnel de l'unité

Secrétariat de l'unité

DEMOND Anne, IP

Chercheurs de l'unité

AVNER Philip, IP
CLERC Philippe, IP
HEARD Edith, CNRS
MELANITOU Evie, IP

Stagiaires de l'unité

BOURDET Agnès, Thèse
DEBRAND Emmanuel, Thèse
JOLY Florence, Thèse
MISE Nathan, Post-Doc
MOREY Céline, DEA
PRISSETTE Marine, Thèse
ROGNER Ute, Post-Doc
STAFFORD Amanda, Post-Doc

Autre personnel de l'unité

ARNAUD Danielle, CNRS
BOUCONTET Michelle, IP
CHUREAU-POMMIER Corinne, IP
ZOQUE Gustave, IP

Publications de l'unité

1998
Avner, P. (1998) Approaches to complex traits and polygenic inheritance in the mouse. In Methods : a Companion to Methods in Enzymology, Brown, SDM Editor, Academic Press, 14 : 191-198. Avner, P., Prissette, M., Arnaud, D., Courtier, B., Cecchi, C. and Heard, E. (1998) Molecular correlates of the murine Xce locus. Genetical Res.Camb, 72 : 217-224 Clerc, P. and Avner, P. (1998) Role of the region 3’ to Xist exon 6 in the counting process of X chromosome inactivation. Nature Genetics, 19 : 249-253. Cunningham, D.B., Segretain, S., Arnaud, D., Rogner, U.C. and Avner, P. (1999) The mouse Tsx gene is expressed in Sertoli cells of the adult testis and transiently in premeiotic germ cells during puberty. Developmental Biology, 204 : 345-360. Debrand E., Heard E. and Avner P. (1998) Cloning and localization of the murine Xpct gene : evidence for complex rearrangements during evolution in the region around the Xist gene, Genomics, 48 : 296-303. Melanitou, E., Joly, F., Lathrop, M., Boitard, C. and Avner, P. (1998) Evidence for the presence of insulin-dependent diabetes-associated alleles on the distal part of mouse chromosome 6. Genome Research , 8 : 608-620.

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