Etude des séquences cis-régulatrices de gènes du système nerveux antérieur et de la placode antérieure chez l'ascidie Ciona intestinalis
par Yan Jaszczyszyn
Thèse de doctorat en Sciences biologiques. Biologie cellulaire et moléculaire du développement
Sous la direction de Jean-Stéphane Joly.
Soutenue en 2009
à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .
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Résumé
La biologie comparée du développement a mis en évidence la conservation de l'expression de certains gènes même entre des groupes évolutivement éloignés. Les séquences régulant des expressions similaire sont souvent, elles, trop divergentes pour être comparées facilement. Mon travail a été réalisé principalement chez l'ascidie Ciona intestinalis, un chordé invertébré qui occupe la position de groupe frère des vertébrés. L'analyse de la région cis-régulatrice du gène pitx, exprimé à la frontière antérieure neurale a permis de mettre en évidence un élément régulateur D1. Son analyse a montré qu'il contenait des sites de liaison pour des facteurs de transcription, conservés évolutivement, essentiels à son activité et présents en deux exemplaires. Un de ces sites lie l'homéoprotéine OTX qui joue un rôle majeur dans la formation du système nerveux central (SNC) antérieur. Une analyse bioinformatique basée sur la recherche de sites conservés et dupliqués dans le génome a permis de montrer que le motifliant OTX (GATTA) était surreprésenté dans les éléments conservés flanquant les gènes du système nerveux antérieur. Ces éléments ont été testés par transgénèse pour confirmer que la grammaire de sites GATTA dupliqués permettait de prédire des séquences régulatrices actives dans le SNC antérieur. Nous avons montré que les éléments non-codants conservés contenant la grammaire 2xGATTA présents autour des gènes pitx chez le médaka, un poisson téléostéen, conduisaient l'expression dans les régions antérieures du SNC. Cette logique cis-régulatrice est donc conservée à longue distance évolutive, entre des gènes à l'expression conservés dont les séquences régulatrices sont très différentes.
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Titre traduit
Study of cis reguylatory sequences of genes expressed in the anterior nervous system and the anterior placode of the ascidian Ciona intestinalis
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Pas de résumé disponible.
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Résumé
Comparative Developmental Biology has shown that gene expression is conserved among evolutionary distant species. However cis-regulatory regions that drive the expression of those genes are often not conserved. My work was done on an ascidian, Ciona intestinalis, an invertebrate marine animal closely related to vertebrates. An analysis of the promoter region of pitx, a gene expressed at the anterior neural boundary, reveals the presence of a regulatory element named D1. We show that D1 likely contains binding sites for transcription factors that are evolutionarily conserved and essential for its activity. Furthermore we show that these motifs need to be duplicated to be functional. One of these motifs is a binding site for Otx, a transcription factor involved in the formation of the anterior central nervous system (CNS). A bioinformatics analysis was performed on the genome sequence of C. Intestinalis and showed that the OTX binding motifs (GATTA) are overrepresented in conserved elements flanking genes that are specificaIly expressed in the anterior CNS. A number of such conserved elements were tested through transient transgenesis and confirm that the duplicated GATTA sites grammar was sufficient to identify regulatory elements active in the anterior CNS. We also show that conserved non-coding elements containing the 2xGATTA grammar are found around pitx genes in the teleost fish Orizias latipes and drive the expression in anterior regions of the CNS. The cis-regulatory logic, predictive in ascidians for anterior CNS enhancers can also be found in some vertebrates genes.
