Unité: Expression génétique et maladies - URA1644 du CNRS

Responsable: YANIV Moshe

Notre unité étudie les rôles respectifs des facteurs de transcription, des machineries de remodelage de la chromatine et des protéines chromosomales lors de l'activation ou de la répression des gènes dans les cellules de mammifères. Nous examinons le rôle de plusieurs familles de facteurs de transcription dans le contrôle de la différenciation cellulaire et de l'organogenèse, ainsi que dans le contrôle de la prolifération cellulaire ou de l'apoptose. Nous procédons à l'inactivation complète ou conditionnelle de gènes chez la souris et utilisons des puces à ADN ainsi qu'une recherche in silico sur les génomes. Nos travaux ont des implications pour la compréhension de la transformation cellulaire et le développement tumoral et pour la compréhension d'autres maladies comme le diabète de type II, la polykystose rénale ou la malformation de la plaque ductale hépatique.

HNF1α et HNF1β : développement et maladies

Responsable : Marco Pontoglio

Autres membres du groupe : Olivier Bluteau, Anna d'Angelo, Antonia Doyen, Evelyne Fischer, Serge Garbay et Andreas Reimann

L'organogenèse est un phénomène complexe dont les mécanismes moléculaires ne sont que partiellement connus. Hepatocyte Nuclear Factor 1alpha et beta (HNF1α et HNF1β) sont deux homéoprotéines qui sont apparues au cours de l'évolution, avec les premiers vertébrés. Elles sont exprimées dans les épithéliums polarisés de différents organes comme le foie, le rein, le pancréas et l'intestin, où elles contrôlent l'expression de gènes cibles spécifiques. Pour comprendre le rôle joué par ces deux facteurs de transcription pendant le développement, nous avons généré des modèles murins porteurs de mutations nulles dans ces deux gènes. Des souris déficientes en HNF1β meurent à 7.5 jours de développement embryonnaire d'un défaut de différenciation de l'endoderme viscéral extra embryonnaire. D'autre part, l'inactivation conditionnelle de ce gène a montré qu'il joue un rôle clé pour le développement de certains organes. L'absence de HNF1β dans le foie entraîne un défaut de formation des canaux biliaires et des artérioles hépatiques. Dans le rein, l'inactivation d'HNF1β provoque une polykystose due au défaut d'expression de PKD2 et PKHD1, deux gènes impliqués respectivement dans des polykystoses rénales dominantes et récessives chez l'homme. Des mutations dans le gène HNF1β, chez l'homme, sont associées à des kystes rénaux et à un diabète de type 2. L'inactivation d'HNF1α entraîne des dysfonctionnements post-natals du foie, du rein et du pancréas. Les souris déficientes en HNF1α souffrent de phénylketonurie, d'un syndrome rénal de Fanconi et d'un diabète de type 2. L'organogenèse fœtale du foie nécessite la présence d'au moins un gène HNF1. À l'aide de micro puces ADN (Affymetrix) nous avons identifié plusieurs centaines de gènes dont l'expression hépatique dépend de l'un de ces deux facteurs de transcription. Par une approche in silico, nous avons montré que les gènes dont l'expression est défective chez les souris mutantes, sont très significativement enrichis en sites HNF1 qui ont été conservés par l'évolution dans différentes espèces. La grande majorité de ces sites sont liés par HNF1 in vivo. Nous voulons ainsi développer des approches visant à prédire les programmes génétiques contrôlés par des facteurs de transcription et comprendre comment HNF1α et β participent aux programmes génétiques qui contrôlent l'organogenèse et le fonctionnement du foie, du rein et du pancréas.

Les proto-oncogènes Jun et Fos : Une famille de facteurs de transcription.

Responsables : Fatima Mechta-Grigoriou et Jonathan Weitzman

Autres membres du groupe : Damien Gérald, Gaëlle Laurent, Franck Toledo, Aurore Toullec.

Le facteur de transcription AP-1 constitue un médiateur clé de multiples signaux extracellulaires et intervient dans l'initiation d'une réponse génétique appropriée de la cellule. AP-1 regroupe l'ensemble des dimères formés par interaction entre les produits des proto-oncogènes jun (c-jun, junB, junD) et fos (c-fos, fosB, fra-1, fra-2). Notre laboratoire s'intéresse aux fonctions des produits des gènes jun et fos en utilisant des approches génétiques et biochimiques. Nous avons développé des approches génomiques visant à disséquer la relation fonctionnelle complexe entre AP-1 et p53, à définir la coopération de leurs programmes transcriptionnels et leurs rôles dans le devenir des cellules tumorales. L'identification des nouvelles cibles transcriptionnelles de p53 a démontré que p53 est aussi situé en amont de la voie de transduction JNK, une kinase de la famille des MAP kinases qui phosphoryle et active c-Jun. Ces résultats d'approches génomiques nous ont ainsi permis d'étudier la convergence des voies AP-1 et p53 dans la régulation de la tumorigenèse et de l'apoptose. Nous avons, de plus, démontré une coopération fonctionnelle entre l'oncogène RAS et des dimères spécifiques (c-Jun/Fra-1) dans la régulation du gène suppresseur de tumeurs p14/p19ARF, un régulateur de p53. Au contraire de l'action pro-proliférative de c-Jun, JunD ralentit la croissance des cellules normales et transformées et sa surexpression retarde la progression tumorale. De plus, JunD inhibe l'angiogenèse tumorale en limitant la production d'oxydants et protégeant les cellules d'un stress oxydatif. Par ailleurs, nous avons clarifié le mécanisme de régulation de l'angiogenèse par les dérivés toxiques de l'oxygène, dont le péroxyde d'hydrogène. La délétion du gène junD chez la souris est viable mais provoque l'apparition de symptômes de vieillissement prématuré et de cancers. la sévérité de ces symptomes croît avec l'âge et est exacerbée par la délétion d'une copie du gène c-jun, première mise en évidence d'une redondance fonctionnelle entre c-Jun et JunD in vivo. Au cours de l'embryogenèse, c-Jun et JunD présentent aussi une fonction chevauchante : ils participent à la morphogenèse cardiaque et au développement des vaisseaux sanguins en régulant l'expression du facteur MEF2C, l'un des acteurs majeurs de la différentiation des cellules musculaires lisses et cardiaques.

Chromatine, transcription et maladies

Responsable: Christian Muchardt

Autres membres du groupe : Eric Batsché, Yaïr Botbol, Brigitte Bourachot, Marc Lavigne, Bogdan Mateescu.

Les mécanismes d'ouverture et de fermeture de la chromatine jouent un rôle central dans le contrôle de l'expression des gènes et participent à toutes les étapes de la vie d'une cellule eucaryote. L'une des machineries cellulaires contrôlant le niveau de compaction de la chromatine est le complexe SWI/SNF qui utilise l'énergie de l'hydrolyse de l'ATP pour augmenter l'accessibilité de l'ADN associé aux histones. Au cours de la période 2003-2004, nous avons montré que le complexe SWI/SNF avait un rôle au-delà du remodelage de la chromatine et que ce complexe intervenait également dans la régulation de l'épissage alternatif des ARN messager. Cet effet sur l'épissage dépend de la phospho-protéine Sam68 et implique une interaction de SWI/SNF avec des composantes de la machinerie d'épissage. Nous avons également poursuivi notre étude sur les protéines HP1 qui antagonisent le remodelage par SWI/SNF et sont associées à la compaction de la chromatine. En particulier, nous avons montré que l'association des protéines HP1 avec la queue amino-terminale de l'histone H3 méthylée sur la lysine 9 peut être rompue par phosphorylation de la serine 10 et acétylation de la lysine 14. Ces données permettent de mieux comprendre le mécanisme de réactivation transcriptionnel de promoteurs réprimés par HP1. Actuellement, nous poursuivons la caractérisation du rôle de SWI/SNF dans l'épissage en cherchant en particulier à comprendre comment SWI/SNF favorise l'inclusion d'exons dans les ARN messagers. Par ailleurs, nous étudions les mécanismes de recrutement de HP1 sur les promoteurs inductibles avec pour modèle le LTR de VIH1. Enfin, nous tentons de modifier les propriétés de l'intégrase de VIH1 en l'associant avec divers domaine protéique liant les queues d'histones modifiées.

papillomavirus et cancer

Responsable : Françoise Thierry

Autres membres du groupe : Stéphanie Blachon, Caroline Demeret, Youcef Ben Khalifa, Celia Payen, Sébastien Teissier.

Notre recherche vise à élucider les mécanismes de la conversion maligne des cellules du col utérin infectées par un papillomavirus. Le cancer du col de l'utérus représente la deuxième cause de mortalité par cancer chez la femme dans le monde après celui du sein. Il est associé à une infection par un papillomavirus dans plus de 90% des cas et représente donc un modèle unique de cancer viro-induit. Les virus dits à "haut risque" responsables de cancer du col de l'utérus, tels que les HPV de types 16 et 18, infectent exclusivement la muqueuse génitale en se répliquant dans les couches supérieures de l'épithélium. Ils codent pour deux oncogènes viraux E6 et E7 qui altèrent la prolifération normale de la cellule en interférant avec les anti-oncogènes cellulaires p53 et pRB. La transcription des oncogènes viraux est réprimée par le produit d'un autre gène viral E2. Nous avons utilisé cette propriété pour comparer le transcriptome de cellules HeLa, cellules de carcinome cervical associées à HPV18, exprimant ou non la protéine E2 par analyse de "microarrays". Nous avons ainsi défini un profil global de gènes cellulaires cibles des facteurs de transcription p53 et E2F, modulés dans le cancer du col par les oncogènes viraux. Ces gènes sont en cours d'étude, par la technique de PCR en temps réel, dans des biopsies de cancers du col de l'utérus afin de valider leur utilisation potentielle pour le pronostic ou le diagnostic. Nos résultats récents indiquent que, en marge de son activité transcriptionnelle, E2 pourrait jouer un rôle central dans la modulation de la cellule hôte au cours de la carcinogénèse. Nous essayons de comprendre par quelles voies les protéines E2 des virus à "haut risque" modulent la biologie cellulaire et rechercherons pour cela de nouveaux partenaires cellulaires de ces protéines.

Légende de la photo :

Effet anti-angiogénique de JunD

(a-b) Tumeurs représentatives issues de l'injection de cellules cancéreuses dans des souris nude. Les tumeurs dérivées des cellules transformées par l'oncogène ras (Ras) (a) apparaissent fortement hémorragiques et vascularisées. Au contraire, les tumeurs dérivées des cellules transformées par ras et surexprimant JunD (Ras+JunD) (b) sont pâles et peu vascularisées. (c-d) Analyse immunohistochimique sur coupes des tumeurs Ras (c) et Ras+JunD (d) à l'aide d'un marqueur spécifique des cellules endothéliales (le récepteur CD31). La surexpression de JunD diminue le nombre et la taille des vaisseaux sanguins.

Mots-clés: oncogènes, transcription, chromatine, développement, cycle cellulaire, diabète, insuffisance rénale


Rapports d'activité 2004 - Institut Pasteur
filet

Debut de Page recherche Portail Institut Pasteur

En cas de problèmes, de remarques, ou de questions concernant cette page Web écrire à rescom@pasteur.fr