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Le contrôle spatio-temporel de l'expression génique

Comprendre comment les programmes transcriptionnels stimulent les processus de développement et comment le maintien de l'identité cellulaire constitue un défi majeur. Pour déchiffrer le réseau transcriptionnel au cours de la différenciation cellulaire, il est important de comprendre les interactions entre les éléments régulateurs génomiques.
Le contrôle spatio-temporel de l'expression génique
Les cellules du sang et du système immunitaire proviennent d'un ancêtre commun, les cellules souches hématopoïétiques (CSH), qui résident dans la moelle osseuse. La différenciation des CSH en cellules sanguines matures dépend du type de cellule et de l’expression génique spécifique de ce stade de développement. Cela est réalisé via l'action intégrée des facteurs de transcription qui lient aux promoteurs et aux exhausteurs ainsi qu'à d'autres éléments de régulation dans le génome.

Les promoteurs sont adjacents aux gènes alors que les exhausteurs sont situés de manière beaucoup plus sporadique et souvent loin des gènes cibles. L'accumulation des preuves indique que le contact entre les exhausteurs distaux et les promoteurs est atténuée par le bouclage de chromatine, rapprochant ces régions et facilitant la liaison des facteurs de transcription.

Le projet GENOMIC INTERACTIONS (B-cell development and gene regulation in three dimensions), financé par l'UE, souhaitait cartographier les interactions promoteur-exhausteur via le développement hématopoïétique. Pour ce faire, les scientifiques ont réalisé une analyse génomique des CSH ainsi que de la descendance ultérieure, à l'aide du séquençage de l'immunoprécipitation de la chromatine et des plates-formes de séquençage de l'ARN.

Les données générées ont conduit à la création de cartes d'exhausteurs de cellules B ainsi qu'au développement de cellules myéloïdes avec les cartes de chromatine ouverte et les profils d'expression d'ARN. Les résultats ont montré un pré-établissement clair des exhausteurs liés aux cellules B dans les premières cellules de descendance qui restaient toutefois inactives fonctionnellement. Des travaux supplémentaires dans les modèles murins d'inactivation du facteur de transcription sont nécessaires afin d'élucider pleinement la contribution de ces exhausteurs au début du développement lymphoïde. Le consortium a en outre établi un protocole pour la cartographie des interactions entre les promoteurs et les exhausteurs au niveau du génome à l'aide de quelques cellules.

Dans l'ensemble, les conclusions de l'étude nous rapprochent de la compréhension de la manière dont les réseaux transcriptionnels poussent le développement dans le cadre de la différenciation des lymphocytes B, surtout dans le contexte des interactions génomiques qui atténuent le contact promoteur-exhausteur. De même, les résultats suggèrent des conséquences fonctionnelles potentielles des variantes génétiques dans les régions associées à des traits génétiques complexes ou à des maladies héréditaires.

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Thèmes

Life Sciences

Mots-clés

Élément régulateur, facteur de transcription, boucle de chromatine, GENOMIC INTERACTIONS, cellule B