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Posté par Isabelle le Vendredi 22/09/2017 à 12:00
Régulation de la transcription: les Hox mettent fin à la pause
Les interrelations fonctionnelles entre les facteurs de transcription et la machinerie transcriptionnelle au cours du développement sont encore peu comprises. Une étude dirigée par Andrew Saurin à l'Institut de biologie du développement de Marseille, révèle un nouveau mécanisme de contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) global de l'expression génique en établissant un lien direct entre facteurs de transcription Hox, modifications de la chromatine et machinerie transcriptionnelle. Ces travaux ont été publiés le 4 septembre 2017 dans la revue EMBO Journal.

La régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se rattache au plan scientifique à l'automatique.) de l'expression génique est essentielle à la vie (La vie est le nom donné :) et à la détermination et au maintien de la destinée des cellules. Elle repose sur un processus cellulaire, la transcription, qui définit où et quand un gène (Un gène est une séquence d'acide désoxyribonucléique (ADN) qui spécifie la synthèse d'une chaîne de polypeptide ou d'un acide ribonucléique (ARN)...) est exprimé, et conduit à partir d'un génome (Le génome est l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une espèce codé dans son ADN (à l'exception de certains virus dont...) unique, pour un organisme donné, à une diversité cellulaire basée sur l'expression différentielle. Une étape longtemps considérée comme déterminante dans ce processus, est le recrutement de la machinerie transcriptionnelle au niveau du promoteur des gènes régulés. Des travaux récents chez les métazoaires montrent cependant que la machinerie transcriptionnelle reste, pour une majorité de gènes, bloquée peu après le promoteur. Ainsi une seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du temps. La seconde d'arc est une mesure d'angle...) étape, la levée de la pause transcriptionnelle, apparaît comme clé dans le contrôle de l'expression génique. Les modalités moléculaires qui sous-tendent le contrôle de cette seconde étape, sont à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent...) peu connues.

Les chercheurs révèlent un mécanisme de contrôle de la pause transcriptionnelle opéré par les protéines Hox, facteurs de transcription connus pour leur rôle dans la diversification morphogénétique au cours du développement et de l'évolution. Les résultats indiquent que les protéines Hox de drosophile sont recrutées au niveau du promoteur par la protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs chaîne(s) d'acides aminés liés entre eux par des liaisons peptidiques. En général, on parle de...) M1BP, l'un des deux facteurs de pause transcriptionnelle connus chez la drosophile. Ce recrutement conduit à la modification de complexes chromatiniens (complexes PcG) et de marques épigénétiques au voisinage (La notion de voisinage correspond à une approche axiomatique équivalente à celle de la topologie. La topologie traite plus naturellement les notions globales comme la continuité qui s'entend ici comme la continuité en tout point. En...) direct du promoteur pour promouvoir la levée de la pause transcriptionnelle.

Outre son intérêt pour la compréhension des mécanismes qui sous-tendent le contrôle de la pause transcriptionnelle, cette étude met à jour une facette nouvelle de l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) des protéines Hox, pléiotropique plutôt que spécifique, à l'interface (Une interface est une zone, réelle ou virtuelle qui sépare deux éléments. L’interface désigne ainsi ce que chaque élément a besoin de connaître de l’autre pour pouvoir fonctionner correctement.) des complexes chromatiniens et de la machinerie transcriptionnelle.


Figure. Mécanisme de la levée de la pause transcriptionnnelle. Un gène (violet) contrôlé par le facteur de pause M1BP est représenté. Le recrutement de M1BP au niveau du promoteur du gène (gris) conduit au recrutement de l'ARN Polymérase II, qui est mise en mode pause par les répresseurs transcriptionnels du groupe Polycomb (PcG). Le gène n'est pas (ou peu) transcrit. En présence des protéines Hox, leur recrutement par M1BP au promoteur conduit au relargage des protéines PcG: l'ARN Polymérase II est libérée de son état de pause, le gène est transcrit.

© Andrew Saurin

Pour plus d'information voir:
The Hox proteins Ubx and AbdA collaborate with the transcription pausing factor M1BP to regulate gene transcription.
Zouaz A, Auradkar A, Delfini MC, Macchi M, Barthez M, Ela Akoa S, Bastianelli L, Xie G, Deng WM, Levine SS, Graba Y, Saurin AJ.
EMBO J. 2017 Sep 4. pii: e201695751. doi: 10.15252/embj.201695751.


Contact chercheur:
- Andrew SAURIN
Institut de Biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences naturelles et...) du Développement de Marseille
CNRS UMR 7288 - Aix (AIX est le système d'exploitation de type UNIX d'IBM. AIX est l'acronyme de Advanced Interactive eXecutive, mais seul l'acronyme est utilisé.) Marseille Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au...)
Campus de Luminy, Case 907
13288 Marseille, Cedex 09

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Source: CNRS-INSB