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  Responsable : Philip AVNER (pavner@pasteur.fr)


  resume

 

L'activité de l'unité est organisée autour de quatre thématiques :

1) L'inactivation du chromosome X chez la souris

2) L'analyse génétique du diabète de type 1 chez la souris comme modèle pour des caractères sous contrôle multifactoriel et polygénique

3) Le rôle du gène Nap1l2, lié au chromosome X, dans le contrôle de la division cellulaire des cellules neuronales et la prolifération des cellules souches neuronales

4) Des projets portant sur l'organisation du gènome murin, entrepris en collaboration avec le Génoscope (Centre National de Séquençage et le Centre National de Génotypage à Evry)



  rapport

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Inactivation du chromosome X

L'inactivation du chromosome X, phénomène biologique extrêmement complexe, est l'une des préoccupations majeures de l'Unité de Génétique Moléculaire Murine.

L'initiation de l'inactivation, qui dépend du locus Xic (X-inactivation centre), inclut un processus qui permet le comptage du nombre de chromosomes X dans chaque cellule par rapport au nombre d'autosomes. Ainsi, dans une cellule diploïde porteuse de plusieurs chromosomes X, seul un chromosome X reste actif, tous les autres sont inactivés. Le chromosome choisi pour être actif est censé être protégé par un facteur hypothétique dit " bloquant ". Plusieurs loci, incluant le locus Xce identifié génétiquement (X-controlling element), affectent le choix ou la probabilité que l'un ou l'autre des chromosomes X soit inactivé. Xce est distinct du locus Xist (X-inactive specific transcript) dont le transcrit, un ARN non-codant de grande taille, est connu pour jouer un rôle majeur dans le processus d'inactivation.

L'année écoulée a vu l'achèvement de l'annotation de la séquence du Xic murin à partir de la séquence obtenue au Génoscope, ainsi que l'analyse comparée de cette séquence avec celles du Xic bovin et humain. Ces données ont été utilisées pour prédire les régions qui devront être soumises à une analyse fonctionnelle approfondie.

D'autres expériences ont été poursuivies sur la caractérisation fonctionnelle des éléments en 3' de Xist, au sein du Xic, par mutagenèse ciblée en utilisant le système Cre-lox. L'analyse de la grande délétion de 68kb qui a servi à l'origine à définir la fonction de cette région a été affinée par une stratégie de " add-back " où successivement des régions génomiques de plus en plus grandes ont été rajoutées à la délétion originale. Cette approche a mis en évidence la présence, au sein de la délétion, d'au moins deux sous-régions dont l'une est impliquée dans le processus de comptage. L'autre semble contrôler l'expression à la fois de Xist et de Tsix (un transcrit antisens à Xist) et influencer, entre autre, la diffusion ou la rétention de l'ARN de Xist à son site de transcription. Des expériences actuellement en cours doivent permettre de mieux préciser les relations spaciales entre ces deux éléments et de débuter la caractérisation de l'élément de comptage.

Notre localisation plus précise du locus Xce au cours de l'année écoulée a d'abord confirmé que cet élément n'appartient pas aux régions citées ci-dessus, et a permis d'entreprendre des expériences de mutagenèse par délétion dans les cellules ES. Les souris porteuses de mutations ayant été obtenues, des études de caractérisation in vitro et in vivo de l'effet de ces mutations sont actuellement en cours.

Nos études biochimiques sur le Xic ont permis d'établir le rôle important de la méthylation de l'histone H3 dans les toutes premières étapes de l'inactivation. Une région située en 5' de Xist a été définie par des expériences de ChIP (Chromatin Immunoprecipitation) comme un centre éventuel de nucléation permettant à l'inactivation de s'étendre le long du chromosome X. D'autres approches biochimiques visant à purifier la chromatine correspondant à la region du Xic sont également en cours.

Enfin, des facteurs génétiques situés hors du Xic et vraisemblablement ailleurs que sur le chromosome X, impliqués dans le processus d'inactivation, ont été recherchés à travers leur transcrits, par une analyse comparée de transcriptomes entre les embryons femelles et les embryons mâles de 6.5 jours post-coïtum, en utilisant la méthode SAGE (Serial Analysis of Gene Expression).

Recherche sur les génomes et les modèles murins des maladies humaines

L'Unité de Génétique Moléculaire Murine a entrepris d'utiliser la souris comme modèle pour l'étude des phénotypes sous contrôle polygénique et multifactoriel. La lignée NOD représente un modèle de diabète insulino-dépendant et son étude vise à définir les facteurs génétiques impliqués dans le développement de cette pathologie (Idd) qui est connue pour dépendre à la fois de facteurs génétiques et liés à l'environnement. Nos études sont actuellement concentrées sur la caractérisation de loci de contrôle situés sur la partie distale du chromosome 6 murin. L'année écoulée a vu des progrès notables dans l'affinement de la localisation génétique des loci Idd6, Idd19 et Idd20 grâce à la construction de souches de souris congéniques très restreintes pour les régions distales du chromosome 6 ainsi que des débuts de recherche de gènes candidats dans la region candidat ainsi defini pour Idd6. La caractérisation immunologique des lignées congéniques a très largement facilité la definition du site d'action d'Idd6 ainsi que la recherche du gène correspondant.

Nous avons également, poursuivi de facon systématique l'étude des sous-phénotypes associés avec le diabète de type 1 comme moyen de réduire la complexité génétique impliquée dans l'analyse de cette maladie. L'identification des gènes codants pour les autoantigènes-cibles de la maladie identifiés par les clones T spécifiques isolés à partir d'animaux diabétiques ou pré-diabétiques semble, à cet égard, donner des résultats particulièrement prometteurs. Nous avons pu ainsi localiser une région génomique impliquée, en toute probabilité, dans le contrôle et l'expression de plusieurs antigènes sur le chromosome 17 murin. La définition moléculaire de ce locus est actuellement entreprise.

Un autre modèle murin exploité a résulté de nos études sur le gène Nap1l2 lié au chromosome X. Des mutations dans ce gène sont associées à une léthalité embryonnaire, spina bifida et exencéphalie, liées à une surprolifération des tissus neuronaux. Nous cherchons actuellement à comprendre le rôle et les mécanismes d'action de ce gène dans la régulation tissu-spécifique du cycle cellulaire et mieux définir les populations de cellules neuronales sensibles à son action, y compris les cellules souches neuronales.

Collaborations nationales et internationales :

Collaborations extérieures

Dr Bruce Cattanach

Medical Research Council, Genetics Division, Harwell, GB - Analysis of the Xce locus

Dr Laurent Duret

Laboratoire de Biometrie et Biologie Evolutive (UMR CNRS 5558), Université Claude Bernard - Lyon 1, F - Xic sequencing project : sequence annotation

Dr Jérome Garin

CEA Grenoble, Laboratoire de Chimie des Protéines, Grenoble, F - Biochemical identification and mass spectroscopy analysis of Xic binding proteins

Dr Edith Heard

Institut Curie, F- Methyl histones H3 in X-inactivation , Trophoblast cell line characterisation, X-inactivation and nuclear architecture

Dr Terry Magnuson

UNC-Chapel Hill, Department of Genetics, The University of North Carolina, Chapel Hill, USA- Polycomb proteins and X-inactivation

Dr Fumi Matsuda

Centre National de Génotypage, Evry, F- Studies on Xce sequence polymorphism

Dr Michael Snyder

Department of Molecular, Cellular and Developmental Biology, Yale Univ., New Haven, USA- Construction of Xic microarrays

Dr Bryan Turner

Chromatin and Gene Expression Group, Anatomy Department, University of Birmingham Medical School, GB- Analysis of histone modification and the Xic

Dr Jörn Walter

Max Planck Institut für Molekulaire Genetik, Berlin, D- Methylation analysis of the Xic region

Dr Demetri Spyropoulos

Medical University of South Carolina, Hollings Cancer Center, Charleston,USA- Nap1l2 and mutational characterisation

Dr Philip Stanier

Institute of Reproductive and Developmental Medicine, Imperial College, London, GB- Spina bifida and the role of Nap1l2 in man

Dr Christian Boitard

Hopital St Vincent de Paul, INSERM U 342, Pathologie Métabolique et Hormonale, Paris, F- Immunological characterisation of type 1 diabetes

Dr Yann Herault

Equipe ATIPE Genetique et Pathologie du Developpement, CNRS-FRE2134, Institut de Transgenose, Orleans, F- ENU mutagenesis programmes

Dr Mark Lathrop

Centre National de Génotypage, Evry, F- Microarray provision and mouse mutagenesis programme

Dr Jean Weissenbach

Centre National de Sequencage, Genoscope, Evry, F- Mouse transcript mapping and cDNA sequencing

Collaborations Internes

Pr Jean-Pierre Changeux

Unité de Neurobiologie Moléculaire, Institut Pasteur- Nap1l2 and neurulation

Dr Louis Jones

Service d'Informatique Scientifique, Institut Pasteur- Informatics and sequence annotation

Sources de financement :

Crédits de fonctionnement et d'équipement :

JDFI 1999-2001 512 195 Euros Characterization of gene(s) on distal mouse chromosome 6 confering resistance to type 1 diabetes and their immunological correlates.
CNRS 1999-2001 30 487 Euros Coopération franco-indienne : Chromosome X. Une approche de génomique fonctionnelle (CNRS/CSIR)
ARC 2000-2002 45 732 Euros Rôle et mécanisme d'action du gène Nap1l2 (Bpx) dans la neurulation et le développement des tumeurs neurales.
CEE - Génoscope 2001-2004 300 000 Euros Rodent models for oligogenic human diseases : infrastructure facilitating the progression from genetics to the gene containing the putative aetiological variant and to the functional validation of genes and pathways (InfraQTL).
CNRS 2001-2002 22 866 Euros Le centre d'inactivation (Xic) : Analyse des interactions protéines/ADN ou ARN/ADN re réplication d'ADN par puces à ADN génomique

Bourses et salaires :

BOURDET Agnès 4ème année de thèse " Fondation pour la Recherche Médicale "

GRIMM Christina Bourse " Communauté Européenne "

MISE Natan Bourse Etudiant Etranger " Fondation pour la Recherche Médicale "

MOREY Céline Bourse " Ministère de la Recherche et de la Technologie "

PRISSETTE Marine Bourse 4ème année de thèse " Association pour la Recherche contre le Cancer "

ROGNER Ute Salariée " Centre National de Génotypage "



  publications

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  personnel

  Secrétariat Chercheurs Stagiaires Autre personnel
 

DEMOND Anne, ademond@pasteur.fr ou labavner@pasteur.fr

AVNER Philip - Chef d'Unité - INSTITUT PASTEUR, pavner@pasteur.fr - CNRS - DR1 CLERC Philippe - INSTITUT PASTEUR - CR, pclerc@pasteur.fr

ROUGEULLE Claire - CNRS - CR2, rougeull@pasteur.fr

BOURDET Agnès - Stagiaire pré-doctorale, agnesb@pasteur.fr

GRIMM Christina - Stagiaire post-doctorale, cgrimm@pasteur.fr

MISE Natan - Stagiaire post-doctoral, nmise@pasteur.fr

MOREY Céline - Stagiaire pré-doctorale, cmorey@pasteur.fr

PRISSETTE Marine - Stagiaire pré-doctorale, mprisset@pasteur.fr

ROGNER Ute - Stagiaire post-doctorale, urogner@pasteur.fr

ARNAUD Danielle - CNRS - Ingénieur, darnaud@pasteur.fr

BOUCONTET Michelle - IP - Aide de labo CHUREAU Corinne - IP - Technicienne sup, cchureau@pasteur.fr

DEMOND Anne - IP - Secrét. de Dir. (mi-temps), ademond@pasteur.fr

WISZNIOWSKI Karine - IP - Agent de labo (mi-temps)


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