Février 1997 - n°15
Le thème général de l'Unité INSERM 384, située à Clermont Ferrand et dirigée par le Professeur Dastugue, est l'étude au niveau génétique,moléculaire et cellulaire des mécanismes de contrôle de l'expression des gènes au cours de la différenciation cellulaire et du développement.
Dans le cadre de cette thématique, une partie de l'équipe travaille sur la drosophile. La drosophile présente l'avantage d'être facilement abordable génétiquement. L'objectif est de comprendre les mécanismes de fonctionnement de certains gènes chez cet invertébré avant transposition chez l'homme.
Une mutagenèse particulière a permis d'identifier, par leur expression spatio-temporelle, des gènes exprimés spécifiquement dans les cellules germinales ou somatiques de l'ovaire.
L'un de ces gènes code pour une protéine nucléaire, qui possède, dans sa région N-terminale, un domaine identique à celui rencontré dans plusieurs facteurs de transcription à doigts de zinc. Ce gène est nécessaire à la différenciation des cellules des filaments terminaux dans l'ovaire de la larve. Il est aussi exprimé, en gradient, dans le tarse où il se comporte comme un morphogène dans l'établissement de l'identité des segments du tarse selon l'axe proximo-distal. L'équipe du Pr Dastugue travaille d'une part sur la dissection fonctionnelle de cette protéine de régulation , et d'autre part sur la recherche de partenaires de cette protéine par double hybride et celle de gènes cibles.
Un autre gène, mis en évidence plus tardivement par le laboratoire, commence a être analysé au niveau génétique et moléculaire. Il apparait que la proteine codée par ce gène joue un rôle dans la formation d'un signal dans les cellules germinales, et participe ainsi à la communication entre ces cellules et les cellules somatiques qui les entourent à différentes étapes de l'ovogenèse.
A la suite d'une mutagenèse à l'élément P, une nouvelle instabilité génétique a été mise en évidence chez Drosophila melanogaster. Cette instabilité conduit à la dérégulation et à la mobilisation massive de 2 éléments de type rétrovirus. L'étude de cette lignée comporte 3 axes essentiels :
1/ Etudier la structure et l'expression de ces deux éléments afin de comprendre leur mode de transmission et de déterminer s'ils présentent un caractére infectieux.
2/ Déterminer les gènes responsables de leur stabilité dans le génome de la drosophile et de leur forte mobilisation en lignée instable.
3/ Analyser les conséquences de leur mobilisation sur le génome de l'hôte.
Cette étude vise à mettre en évidence de nouveaux rétrovirus d'invertébrés. L' existence d'une lignée, dans laquelle la mobilisation de ces éléments est fortement activée, ouvre des perspectives importantes pour l'étude du contrôle des rétrovirus par leur hôte. le modèle drosophile permet d'aborder plus aisément ces questions, qui restent largement incomprises chez les vertébrés puisque extrêmement difficiles à aborder génétiquement.
Une autre équipe travaille sur les cellules eucaryotes afin de caractériser les gènes impliqués dans le développement du Système Nerveux Central (SNC) chez l'homme. Deux aspect sont abordés :
Premier aspect :
L'identification d'une nouvelle protéine, la SCO-spondine, exprimée et sécrétée au niveau du cerveau par les cellules épendymaires de l'organe sous-commissural, est étudiée sous l'aspect moléculaire et fonctionnel. Cette protéine est présente au coeur même de la moelle épinière dans la fibre de Reissner. L'intérêt de la SCO Spondine dans la compréhension des mécanismes de différenciation et de régénération de la moelle épinière est corroboré par:
1/ l'analyse moléculaire préliminaire des domaines fonctionnels de cette protéine qui montre des homologies avec des protéines impliquées dans la différenciation neuronale et la pousse neuritique
2/ l'effet biologique de la fibre de Reissner sur des cultures primaires du système nerveux central, puisque celle-ci est capable de prolonger la survie des neurones et de modifier les interactions cellule/cellule.
L'analyse de cette protéine se poursuit par la recherche d'autres domaines consensus, susceptibles de fournir des indications sur ses fonctions possibles et ses mécanismes d'action au cours de la différenciation neuronale, et en testant sur des cultures primaires du système nerveux central l'effet de protéines recombinantes sur la survie et la différenciation neuronale ainsi que sur la pousse neuritique. Ces recherches serviront de base pour étudier le rôle de la SCO Spondine dans les phénomènes de régénération, lors de lésions de la moelle épinière.
Deuxieme aspect : Les maladies affectant le développement de la myéline du SNC sont un groupe trés hétérogène d'affections, caractérisées par un handicap psychomoteur sévère. Des études cliniques et moléculaires ont permis d'impliquer le gène des protéolipoprotéines dans 2 formes liées à l'X: maladie de Pelizaeus-Merbacher, paraplégies spastiques (SPG2). Pour ce travail, l'équipe Clermontoise s'intégre dans un réseau européen pour étudier les troubles de la myélinogenèse dans 3 directions:
1/ une démarche diagnostique, clinique et biologique, associée à l'imagerie et à l'électrophysiologie, pour identifier des groupes homogènes de malades,
2/ une démarche moléculaire, à la recherche de mutations du gène des protéolipoprotéines, ou d'autres gènes candidats,
3/ une démarche thérapeutique, pour la mise au point d'outils nécessaires au test de stratégies de réparation de la myéline, utilisant une thérapie cellulaire et/ou génétique chez des mutants murins au niveau du gène des protéolipoprotéines.
Le laboratoire, installé au sein de la faculté de médecine de Clermont-Ferrand, possède un équipement sophistiqué en culture cellulaire, en biochimie et biologie molèculaire, notamment un séquenceur automatique permettant le décryptage de l'enchainement des désoxyribonucléotides sur les gènes normaux ou mutés.
B.BOUILLARD