Projet ANR-07-BLAN-0038 – RAnteriorHox : Retinoids and regulation of anterior Hox genes: the evolutionary history of breaking collinearity
Programme : Blanc (BLANC) 2007
Année de financement : 2007
Coordinateur du projet : Monsieur Michael SCHUBERT (CNRS DELEGATION REGIONALE RHONE AUVERGNE)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique
Montant : 300000.0 euros
Date de début : 2007
Durée : 36 mois
Résumé : Chez tous les Bilatériens, les gènes Hox jouent un rôle fondamental dans la régionalisation de l'axe antéro-postérieur. Le lien existant entre l'organisation chromosomique de ces gènes et leur expression le long de l'axe antéro-postérieur a fait l'objet de très nombreux travaux visant à mieux comprendre les bases fonctionnelles et développementales de ce phénomène connu sous le nom de colinéarité. Si la colinéarité est globalement respectée au niveau du système nerveux central (SNC) chez les Vertébrés, il existe des exceptions qu'il apparaît important de comprendre. Ainsi chez les Gnathostomes comme la souris, les gènes Hox1 et Hox2 brisent la colinéarité spatiale, la limite antérieure d'expression des Hox1 se situant au niveau des rhombomères 3 et 4 alors que l'expression des Hox2 s'étant jusqu'au rhombomère 2. On observe également des variations de la limite antérieure d'expression des différents gènes du groupe Hox2, la limite étant entre les rhombomères 1 et 2 pour Hoxa2 et postérieure au rhombomère 2 pour Hoxb2. Chez l'amphioxus en revanche, les gènes Hox1 et Hox2 respectent une colinéarité spatiale, la limite antérieure d'expression d'Hox1 au niveau du tube neural étant plus rostrale que celle d'Hox2. -  Chez les Chordés, il a été démontré que l'acide rétinoïque (AR) est directement impliqué dans le contrôle de la colinéarité des gènes Hox. Ainsi, un traitement par l'AR entraîne une surexpression et un antériorisation de l'expression des gènes Hox. Cette observation suggère que les ruptures de colinéarités observées pour les gènes Hox chez les Vertébrés peuvent être liées à des différences au niveau de la voie de signalisation des rétinoïdes. Le but de notre projet est donc de comprendre les origines de ces ruptures de colinéarité d'expression des gènes Hox1 et Hox2 et d'élucider le rôle joué par l'AR dans ce processus. En utilisant une approche comparative, utilisant plusieurs modèles de Chordés situés a des positions clefs de l'histoire évolutive de ce groupe, nous souhaitons aborder les questions suivantes : -  -  * Y a-t-il des différences dans la voie de signalisation de l'AR au niveau du SNC chez les Chordés (l'amphioxus), les Vertébrés sans mâchoires (la lamproie) et les Gnathostomes (poulet et souris) ? -  -  * Quel rôle joue l'AR dans l'établissement de la limite antérieure d'expression des gènes Hox1 et Hox2 chez ces différents organismes ? -  -  * Pourquoi la limite antérieure d'expression d'Hox1 est-elle postérieure à celle d'Hox2 chez les Gnathostomes ? Quelle est la situation de ce point de vue chez la lamproie ? -  -  * Pourquoi les différents gènes Hox2 des Gnathostomes ont-ils des limites antérieures d'expression différentes au niveau du SNC ? -  -  Notre projet est subdivisé en 3 sections distinctes : -  -  (a) Activité de l'AR dans le SNC des Chordés. Afin d'élucider dans quelles régions du SNC des Chordés la voie de signalisation de l'AR est active, nous étudierons l'expression et la fonction des gènes impliqués dans la synthèse (Raldh), la dégradation (Cyp26) et la transmission du signal (RAR et RXR) de l'AR. Nous analyserons également l'activité d'un rapporteur comprenant des éléments de réponse à l'AR (RARE) au cours du développement. L'expression et la fonction de ces gènes et de ce rapporteur étant connu chez le poulet et la souris, nous focaliserons notre étude sur l'amphioxus et la lamproie. -  -  (b) Expression des gènes Hox antérieurs dans le SNC. Nous étudierons l'expression des gènes Hox1 et Hox2 au cours du développement et en réponse à une activation/inhibition de la voie de l'AR. Comme précédemment, nous focaliserons l'étude sur l'amphioxus et la lamproie puisque de nombreuses données sont déjà disponibles chez la souris ou le poulet. Cela nous permettra d'obtenir un jeu de données complet permettant des comparaisons précises entre ces modèles. -  -  (c) Régulation des gènes Hox antérieurs par l'AR chez les Chordés. Enfin, nous souhaitons étudier les mécanismes de régulation des gènes Ho