Unité: Biologie du Développement

Responsable: BABINET Charles

Notre laboratoire s'intéresse au développement embryonnaire de la souris. Trois voies de recherche sont poursuivies : 1) Le rôle des interactions nucléocytoplasmiques dans le développement préimplantatoire. 2) L'analyse de la fonction de certains gènes par mutagenèse dirigée in vivo. 3) La mise au point de stratégies plus efficaces de mutagenèse par recombinaison homologue (RH).

1. Clonage de la mutation Ovum mutant, entraînant la mort embryonnaire au stade blastocyste et dont l'expression dépend d'un effet parental (M. Cohen-Tannoudji)

La lignée DDK est porteuse d'une mutation létale conditionnelle, Ovum mutant, qui entraîne la mort des embryons au stade blastocyste et dépend d'un effet parental (syndrome DDK). Nous avons montré que le syndrome DDK a son origine dans une interaction entre un facteur cytoplasmique DDK contenu dans le zygote et le génome paternel étranger. Une approche par clonage positionnel nous a permis d'identifier deux gènes qui apparaissent comme des candidats privilégiés pour jouer un rôle dans le syndrome DDK : en effet d'une part, ils sont exprimés dans l'ovocyte et le testicule, d'autre part ces gènes portent une mutation dans la lignée DDK et uniquement dans celle-ci parmi une quinzaine de lignées de souris de laboratoire et sauvages. Nous avons en outre créé des mutations " nulles " (KO) de ces gènes et démontré qu'ils jouaient un rôle essentiel dans le développement : en effet ces mutations à l'état homozygote entraînent une létalité embryonnaire. A l'heure actuelle, nous poursuivons une étude détaillée du phénotype des embryons homozygotes -/-, tant du point de vue cellulaire que moléculaire.

2. Analyse de la fonction des gènes HNF1b et Trapα

- Fonctions du gène HNF1β (J. Barra en collaboration avec le laboratoire de M. Yaniv, Institut Pasteur)

Nous avions montré que des embryons homozygotes pour une mutation nulle du gène HNF1β meurent aux alentours du jour 7 de la gestation et qu'un défaut de différenciation de l'endoderme viscéral en était la cause primaire. Nous avons poursuivi l'analyse par mutagenèse conditionnelle de la fonction du gène HNF1β. Nous avons centré notre analyse sur l'inactivation spécifique de HNF1β dans l'endoderme qui entraîne des défauts dans la morphogenèse du foie, du pancréas et de l'intestin. Nos premiers résultats suggèrent l'implication de HNF1β dans la régionalisation de ce dernier organe. Ainsi l'inactivation de HNF1β dans l'intestin primitif entraîne d'importants défauts dans son développement. Nous avons entrepris une analyse moléculaire de ces anomalies en examinant l'expression, par hybridation in situ, de différents marqueurs connus pour être impliqués dans les processus de régionalisation de l'intestin.

- Analyse fonctionnelle d'une mutation d'insertion entraînant un défaut de morphogenèse cardiaque (J. Barra)

Nous avions obtenu par une approche de piégeage de gènes une mutation d'insertion entraînant à l'état homozygote une léthalité embryonnaire périnatale. Nous avions montré que l'insertion du vecteur de piégeage s'était produite dans le gène Trapα_ code pour une sous-unité d'un complexe protéique associé au translocon. L'analyse plus approfondie du phénotype des embryons mutants a démontré qu'ils souffraient d'une anomalie de morphogenèse du cœur, impliquant en particulier une hypertrophie cardiaque et un grave défaut de septation de la voie efférente cardiaque, entraînant une communication interventriculaire. Nous examinons actuellement l'implication de différents types cellulaires ainsi que de différents facteurs de croissance (tels que TCFβ2) dans le phénotype observé. Des résultats préliminaires suggèrent un défaut de la différenciation des coussins endocardiaques.

3. Une approche en vue d'améliorer l'efficacité du ciblage génique (M. Cohen-Tannoudji)

Nous avons récemment mis au point une stratégie de modification du génome de la souris basée sur la stimulation des processus endogènes de réparation qui permet d'augmenter considérablement la fréquence de mutation par ciblage de gène dans un locus donné. Elle consiste à introduire dans le locus à cibler un site de reconnaissance de la méganucléase I-SceI. L'action de la méganucléase crée une cassure double brin qui stimule la recombinaison au locus avec une matrice de réparation. Sur la base de cette stratégie, nous cherchons à: i) perfectionner les méthodes de mutagenèse dirigée en introduisant des modifications programmées directement dans le génome du zygote sans passer par les cellules souches embryonnaires de souris. ii) réaliser des modifications génétiques ciblées dans des cellules somatiques grâce à cette méthodologie. iii) identifier un ou plusieurs sites permissifs pour l'expression ciblée de gènes impliqués dans le développement d'une pathologie ou d'agents thérapeutiques dans le cadre d'études de faisabilité de thérapie génique.

Création du Centre d'Ingénierie Génétique Murine (CIGM)

Charles Babinet était responsable d'un service pour la création de souris transgéniques par " addition de gènes ". Il a obtenu l'extension de ce service à la création de mutations ciblées par recombinaison homologue dans les cellules ES. Ainsi a été créé le CIGM (Centre d'Ingénierie Génétique Murine). Ce service, qui comprendra quatre personnes, est dirigé par Francina Langa et Charles Babinet en est le conseiller scientifique.

Mots-clés: Développement embryonnaire de la souris , cellules ES , morphogenèse cardiaque , HNF1beta , Trapalpha , interactions nucléocytoplasmiques , mutagénèse ciblée


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