Projet ANR-08-BLAN-0266 – DVNETWORK : Dissection of the dorsal-ventral Gene Regulatory Network in the sea urchin embryo
Programme : Blanc (BLANC) 2008
Année de financement : 2008
Coordinateur du projet : CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE COTE D'AZUR (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE COTE D'AZUR)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique
Montant : 250000.0 euros
Date de début : 2009
Durée : 48 mois
Résumé : Le développement est orchestré par un programme génétique qui se déploie progressivement et dont les éléments clés sont des facteurs de transcription et des molécules de signalisation qui contrôlent l'expression séquentielle et localisée des gènes dans l'embryon. Des études pionnières réalisées chez l'oursin et la Drosophile ont montré qu'il est possible de décrire la logique de ces réseaux en utilisant une combinaison d'approches génétiques, génomiques et biochimiques. L'oursin, qui est à ce jour le seul organisme deutérostome non chordé dont le génome soit séquencé, se prête particulièrement bien à ces études car les techniques de microinjection et l'abondance d'embryons rendent possibles la dissection de promoteurs et les analyses fonctionnelles par surexpression et injection d'oligonucléotides antisens morpholinos. Notre laboratoire a montré que les voies de signalisation de Nodal et BMP jouent des rôles précoces et essentiels dans la régionalisation de l'embryon le long de l'axe dorso-ventral. Nous souhaitons aujourd'hui donner une dimension génomique à l'étude des mécanismes permettant l'établissement de la polarité dorso-ventrale. Il s'agit d'établir le réseau génétique global responsable de la mise en place de l'axe dorso-ventral. Nous avons récemment débuté l'analyse du réseau de gènes agissant en amont et en aval de Nodal. Nous avons cloné ou disposons des cDNAs de 17 molécules de signalisation et 18 facteurs de transcription dont l'expression est fortement régionalisée le long de l'axe dorso-ventral. Nous voulons étudier la dépendance de l'expression de ces gènes vis à vis de Nodal et BMP ainsi que les relations existant entre ces gènes en réalisant des expériences d'épistasie, de gain et perte de fonction. En outre, des BACs correspondant aux orthologues de ces gènes chez l'oursin Méditerranéen (Paracentrotus) seront prochainement séquencés par le Génoscope, ce qui permettra d'identifier par comparaison interspécifique les sites potentiels de fixations de facteurs de transcription. Le deuxième objectif de ce projet sera de rechercher systématiquement les gènes activés de façon robuste par Nodal et BMP2/4. Nous poursuivrons le crible par hybridation in situ débuté au laboratoire et nous souhaitons réaliser un crible basé sur l'utilisation de puces à ADN. Les gènes isolés dans ces cribles seront ensuite caractérisés par analyse de leur profil d'expression spatial et par analyse fonctionnelle. Dans le but d'identifier les facteurs de transcription responsables du contrôle de l'expression de nodal, nous avons disséqué le promoteur de ce gène et identifié deux modules régulateurs contenant des sites de fixation pour plusieurs types de facteurs de transcription. Nous proposons de cloner ces facteurs en utilisant des cribles simple hybride dans la levure et en testant directement un certain nombre de gènes candidats. Nous avons également identifié un répresseur transcriptionnel jouant un rôle essentiel dans le contrôle spatial de l'expression de nodal et qui est probablement régulé par une voie MAP kinase. Nous proposons d'étudier la fonction de ce facteur dans le contrôle de l'expression de nodal en identifiant les sites de fixation de ce facteur sur le promoteur de nodal. Nous souhaitons également étudier la régulation de l'activité de ce facteur par les voies de signalisation MAP kinases. Des gradients Redox ayant été impliqués dans la formation de l'axe dorsal ventral chez l'oursin, nous tenterons de relier l'activité de ces gradients, à l'activation des voies MAP kinases et au contrôle de l'activité des facteurs de transcription activateurs ou répresseurs que nous avons identifiés. A terme, nous souhaiterions décrire toutes les interactions génétiques et les évènements de signalisation à partir du moment ou le spermatozoïde féconde l'œuf jusqu'au stade gastrula. Ce travail est important car non seulement il permettra de comprendre et décrire un processus fondamental très complexe mais il permettra par extrapolation d