Gènes à effet maternel
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Les gènes du développement N Philip Département de Génétique Médicale et Centre de référence anomalies du développement et syndromes malformatifs Hôpital d’Enfants de la Timone Marseille Les gènes du développement • Conservation • Economie • Redondance Signalisation intracellulaire PEPTIDE-SIGNAL (Ligand) (facteurs de croissance) RECEPTEUR FGFs, BMPs, …..) SIGNALISATION INTRACELLULAIRE Facteurs de transcription NOYAU GENES EFFECTEURS Ligand Récepteur Traduction Signalisation intracellulaire Transcription Facteur de transcription Ligand Récepteur Ligand Récepteur Signalisation intracellulaire Facteur de transcription Ligand Récepteur Signalisation intracellulaire Transcription Facteur de transcription Ligand Récepteur Traduction Signalisation intracellulaire Transcription Facteur de transcription Cellule 3 Cellule 1 Cellule 2 Traduction Transcription Développement de la drosophile • Gènes définis par les effets de leurs mutations Gènes à effet maternel • Contrôlés par l’ADN maternel exclusivement • Transcrits avant la fécondation dans l’ovaire • Accumulation des mRNA dans le cytoplasme des cellules folliculaires et traduction après la fécondation durant les stades les plus précoces de l’embryogénèse Gènes à effet maternel • Contrôle des axes primordiaux par des gradients de transcription génique: – Axe antéropostérieur – Axe dorso-ventral Axe antéropostérieur • Bicoïd – Embryon sans structure céphalique ni thorax – Deux extrémités postérieures symétriques • Bicaudal – Abdomen double • Dicephalic – Tête double • Oskar – Tête et thorax normaux, absence d’abdomen • Nano • Torso Gènes zygotiques • Gènes de segmentation – Gap genes – Pair rule genes – Segment polarity genes • Gènes homéotiques Gènes Gap • Déterminent des régions contenant plusieurs segments définitifs • Mutation: Elimination de régions particulières de l’embryon • Sous la dépendance des gènes à effet maternel Activation de hunchback par bicoid (au dessous d’une certaine concentration, Bocoid ne se fixe plus sur le promoteur Régulation de l’expression de Kruppel •Bicoid active Kruppel •Hunchback active Kruppel à faible concentration et répresse Kruppel à forte concentration •Knirps represse Kruppel Expression des gènes GAP Gènes pair-rule • Expression périodique Subdivision des régions déterminées par les gènes Gap en structures périodiques • Mutations de ces gènes: affectent un sement sur deux Gènes pair-rule • hairy (h) localisés dans deux séries complémentaires de 7 bandes encerclant l’embryon • runt (r) Servent de base à l’expression spatiale des autre gènes pair-rule Contrôle de la 6è bande h par Kr et kni Kr kni activation repression expression Kr kni kniKr- Kr kni Gènes de polarité segmentaire • Définissent les bornes des parasegments Engrailed (en) Wingless (wg) (gooseberry-patched-hedghehog-armadillofused-naked………………..) • Sont sous la dépendance des gènes pair-rule prd prd opa ftz wg eve ftz en wg en eve Relations entre l’expressionde wingless et la différenciation des marqueurs de la cuticule Relations entre l’expressionde wingless et la différenciation des marqueurs de la cuticule Gènes homéotiques • Confèrent l’identité aux segments Drosophile Deux complexes adjacents situés sur le chromosome 3 Antenapedia complex Hoxa Hoxb Hoxc Hoxd bithorax complex Développement des membres AER: Apical ectodermal ridge ANT Distal Proximal AER ZPA POST ZPA: Zone of polarizing activity Ablation de l’AER Mise en place de billes recouverte de FGF4 Posterieur Antérieur Concentration De morphogène 4 Posterieur Antérieur 4 3 4 3 2 22 3 Expression des gènes Hox dans le bourgeon d’aile de poulet Hoxa9 Hoxa9-11 Hoxa9-13 Expression des gènes Hox dans le bourgeon d’aile de poulet Hoxd9 Hoxd9-11 Hoxd9-13 Les gènes candidats en pathologie malformative • Patron d ’expression • Modèles animaux Hand-foot -uterus syndrome • Malformations des membres • Malformations génitale (uterus didelphe, hypospadias) • Malformations urinaires • Mutations de HOXA13
