Bases moléculaires des pathologies mendéliennes et complexes : stratégies d'études moléculaires et avancées technologiques

par Grégory Raux

Thèse de doctorat en Biologie moléculaire

Sous la direction de Dominique Campion.

Soutenue en 2002

à Rouen .

mots clés

• PCR (génétique)
• Schizophrénie
• Mutation (biologie)
• Mutagenèse
• Maladies -- Aspect moléculaire
• Génie génétique
• Séquençage des acides nucléiques

Résumé

Ce manuscrit présente différentes approches technologiques et conceptuelles du criblage mutationnel. Une approche prometteuse dans l'étude des maladies à hérédité complexe consiste dans la recherche de traits mendéliens cachés appelés " endophénotype ", qui constituent un terrain favorable au développement de la pathologie. Ce type d'approche est celui que nous avons choisi pour l'étude de la schizophrénie : l'utilisation d'un endophénotype -anomalie du filtrage sensoriel- nous a permis de cibler un seul gène candidat pour l'analyse génétique. Dès lors que le nombre de gènes à tester est plus réduit, l'utilisation de techniques d'analyse précises devient possible. La diversité des techniques de biologie moléculaire disponibles, dont certaines sont décrites ici, permet en théorie d'identifier toutes les anomalies génétiques possibles. C'est dans ce contexte que nous avons été amenés à développer une nouvelle technique de détection de remaniements génomiques de grande taille. La PCR multiplex quantitative fluorescente de courts fragments génomiques a été mise au point dans le but d'être rapidement transposable d'un projet de recherche à un autre, quel que soit le contexte génomique des régions ciblées. En effet, cette technique permet de détecter tout réarrangement génomique impliquant des délétions ou des duplications. La PCR multiplex quantitative fluorescente de courts fragments génomiques est donc une alternative prometteuse aux différentes techniques utilisant l'hybridation in situ par sondes fluorescentes. Nous proposons deux procédures types de criblage mutationnel en fonction de l'objectif étudié : une procédure à haut débit et une procédure dirigée vers une cible précise. Enfin nous proposons une procédure universelle pour la création de nouvelles PCR multiplex fluorescentes de courtes séquences génomiques.

Titre traduit

Molecular basis of mandelian diseases and complex inheritance : strategies for molecular studies and advanced technologies

Résumé

This manuscript presents several technological and conceptual approaches in mutational screening. A promising way to study diseases with complex inheritance is to search for hidden mendelian features, the so-called "endophénotype", which corresponds to a favourable background for disease development. Such an approach was selected for the study of schizophrenia : the endophenotype defined as an abnormal sensorial filtering allowed us to focuse upon a single candidate gene for the analysis. As soon as the gene number to be tested is low, specific screening methods may be used. The multiplicity of available molecular biology techniques, some of which are described here-in, theoretically allows the identification of all possible genetic variations. In such a context, we developed a new technique for the detection of genomic rearrangements. A quantitative fluorescent PCR multiplex method dealing with short genomic fragments was put in place with the aim to be quickly transposable from a project to another, whatever the genomic context of the target. Indeed, this technique makes it possible to detect any genomic deletions or duplications, thus corresponding to a powerful alternative to fluorescent in situ hybridisation techniques. Two standard procedures for mutational screening are given with respect to the target under study : a high throughput technique and a procedure directed towards a defined area. Finally we propose a universal procedure to design new fluorescent multiplex PCR methods for short genomic sequences.