Régulation Génétique de l’expression du CFTR

(Marie-Catherine Romey-Chatelain)

Bien que des avancées importantes concernant les différentes fonctions et dysfonctionnements associés à la protéine CFTR aient été réalisées, peu de données sont finalement connues sur la régulation de l’expression du gène CFTR dans les tissus d’origine épithéliale ou non-épithéliale. Des travaux antérieurs visant à mieux comprendre le contrôle de l’expression du gène CFTR ont permis l’identification de quelques séquences régulatrices et complexes protéiques fonctionnels. Cependant, les mécanismes qui dirigent l’expression du gène CFTR restent largement méconnus. Nos travaux basés sur l’étude des séquences régulatrices associées aux variants nucléotidiques naturels que nous avons identifiés dans le promoteur CFTR minimal ont largement contribué à l’identification de différents acteurs transcriptionnels. Notre axe de recherche actuel consiste d’une part, à caractériser la fonction des facteurs de transcription identifiés et d’autre part, à appréhender les différents réseaux d’interaction protéique et les mécanismes de signalisation qui contrôlent l’activité transcriptionnelle du gène CFTR. L’ensemble de ces travaux devraient permettre d’améliorer nos connaissances concernant les sites et les signaux susceptibles de moduler l’expression de ce gène, mais aussi d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques et/ou d’orienter les recherches vers des systèmes plus spécifiques.

Expertise : Les membres qui participent à ce programme de recherche possèdent une solide expérience pour l’étude de la régulation transcriptionnelle. Les approches incluent des analyses bioinfomatiques, l’étude des interactions ADN-protéines in vitro (EMSA Electrophoretic Mobility Shift Assay) et in vivo (ChIP Chromatin Immunprecipitation), l’étude des interactions protéine-protéine (CoIP, GST-pull down, mammalian two-hybrid system), constructions de vecteurs d’expression, mutagenèse dirigée, transfections transitoires et ou stables dans des cellules eucaryotes, analyse FACS, microscopie confocale, essais d’acétylation et RNAi.

Epigenetic regulation of gene expression

(Albertina de Sario)

L’objectif principal de notre travail est d’étudier le rôle joué par les modifications épigénétiques dans l’étiologie des pathologies héréditaires. Les modifications épigénétiques contrôlent plusieurs phénomènes biologiques et permettent à la cellule de mieux s’adapter à l’environnement grâce à une régulation fine et dynamique de l’expression des gènes. Lorsque cette régulation est altérée, elle peut engendrer une pathologie.

Un premier projet est axé sur l’étude de la régulation épigénétique du gène CFTR chez des patients atteints de mucoviscidose. Le gène CFTR responsable de la mucoviscidose est soumis à une régulation tissulaire et temporelle (au cours du développement). Le mécanisme responsable de cette régulation n’a pas été élucidé. Notre équipe souhaite déterminer si la méthylation de l’ADN et la structure de la chromatine sont impliqués dans la régulation du gène CFTR.

Un deuxième projet a pour objectif de déterminer si des changements épigénétiques sont responsables de la transcription aberrante des gènes hétérochromatiques chez des patients atteints du syndrome ICF (Immunodeficiency, Centromeric instability, Facial Dysmorphy).

Expertise : La méthylation de l’ADN est analysée par bisulfite/séquençage génomique (Frommer M, et al., 1992) et par COBRA (Xiong and Laird, 1997). Les modifications des histones sont analysées par ChIP et QPCR.

Notre équipe étudie la relation entre des mécanismes génétiques et épigénétiques de régulation de l’expression des gènes et des pathologies humaines. Nous étudions le gène CFTR responsable de la mucoviscidose (OMIM #219700) et d’autres pathologies monosymptomatiques. La mucoviscidose (CF ; OMIM 602421) se transmet sur un mode autosomique récessif. En France, son incidence est estimée à environ une naissance sur 4000. La protéine CFTR est un canal à chlorure qui régule les échanges ioniques à travers la membrane des cellules épithéliales. L’absence ou le dysfonctionnement de cette protéine provoque une augmentation de la viscosité du mucus et son accumulation dans les voies respiratoires et digestives. Environ 95% des patients de sexe masculin sont stériles à cause d’une agénésie des canaux déférents.

Collaboration avec le groupe diagnostique CFTR (Marie Des Georges).