Projet ANR-08-BLAN-0144 – Netoshape : regulatory networks of cell shape in Drosophila epidermis development and evolution
Programme : Blanc (BLANC) 2008
Année de financement : 2008
Coordinateur du projet : UNIVERSITE TOULOUSE III [PAUL SABATIER] (UNIVERSITE TOULOUSE III [PAUL SABATIER])
Partenaires : Université de Toulouse III - Paul Sabatier
Montant : 471429.0 euros
Date de début : 2009
Durée : 48 mois
Résumé : Les différents caractères morphologiques des animaux sont caractéristiques de chaque espèce et leur étude a été à la base de concepts majeurs en biologie, incluant les théories de l'évolution. Paradoxalement, les mécanismes moléculaires qui sculptent les formes animales au cours du développement, et ceux de leur diversification évolutive, restent méconnus. L'analyse génétique du développement a révélé l'importance de réseaux de régulation génique et leur conservation au cours de l'évolution. Ils dirigent la détermination et différenciation des cellules, contrôlant ainsi la morphogenèse au cours du développement. Il est bien établi que les réseaux régulateurs utilisent des facteurs de transcription, qui se fixent sur les régions cis-régulatrices, pour contrôler l'expression des gènes. Cependant la compréhension détaillée de la structure et logique des réseaux de régulation reste lacunaire, car limitée à un faible nombre de cas et sans connexion directe avec la morphogenèse. D'autre part, si la modification des régions cis-régulatrices apparaît comme une source importante de diversification morphologique, les rares exemples connus restent incomplétement reliés avec les réseaux de régulation génique. Une question fondamentale est donc de comprendre en détail les mécanismes de fonction et de variation des réseaux géniques responsables de cas de diversifications morphologiques bien caractérisés. Nous abordons cette question par l'analyse d'un facteur de transcription, Shavenbaby (Svb), qui détermine la formation d'un trait morphologique simple au cours du développement des drosophiles. Son expression intègre les différentes informations émanant des réseaux de régulation bien connus de l'embryogenèse (segmentation, axe dorso-ventral). L'action de Shavenbaby est nécessaire et en partie suffisante pour déclencher le remodelage de la forme cellulaire. Nous avons en effet montré récemment qu'il contrôle, directement, la transcription des différentes classes d'effecteurs cellulaires du changement de forme des cellules épidermiques. D'autre part, en collaboration avec l'équipe du Pr David Stern, nous avons établi que l'évolution interspécifique de la morphologie épidermique est due uniquement à la modification de Shavenbaby, dans tous les cas que nous avons étudiés. Ainsi, la diversification évolutive de Drosophila sechellia est due à l'accumulation de modifications affectant plusieurs régions cis-régulatrices indépendantes de Svb. Le décryptage des interactions en amont et en aval de Shavenbay, permettra donc de comprendre la logique moléculaire du réseau de régulations qui dirige le remodelage de la forme cellulaire et ses variations évolutives. Notre programme de recherche est basé sur la conjonction d'approches innovantes à l'échelle du génome entier. Il tire parti du développement récent d'outils de génétique moléculaire qui permettent, par la manipulation des séquences génomiques « in situ », la réalisation de nouvelles approches fonctionnelles. Sa faisabilité est soutenue par des résultats préliminaires et un réseau international de collaboration avec des équipes expertes dans leur domaine. De plus, il s'appuie sur la qualité des plate-formes technologiques du Génopole de Toulouse. Nos objectifs spécifiques sont de définir: 1) comment les informations développementales sont intégrées pour déterminer le patron de la morphogenèse épidermique ? Nous identifierons les régulateurs (cis et trans) qui dirigent l'expression de svb, et étudierons l'influence de leurs modifications. 2) quel est l'ensemble des effecteurs cellulaires de la morphogenèse et la variation de sa composition entre différents tissus ? Nous rechercherons les gènes cibles du facteur de transcription svb, par l'identification de ses sites de fixation à l'échelle du génome entier. 3) quelle est la logique de régulation de l'expression des effecteurs cellulaires? Par l'itération d'aller–retours entre des approches bioinformatiques et des tests in vivo, nous délimiterons l