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Des petits peptides dans le contrôle du développement embryonnaire
Il est bien établi que la régulation de l’expression du génome gouverne la mise en place et la
différenciation des tissus au cours du développement animal. L’équipe dirigée par Serge Plaza et
François Payre au Centre de Biologie du Développement (UMR5547 CNRS, Toulouse) vient
d’identifier l’importance d’une nouvelle famille de petits peptides, qui régulent la transcription au
cours du développement de la drosophile. Ces résultats inédits, publiés dans la revue Science le 16
juillet 2010, laissent penser que de nombreux autres gènes, encore inconnus aujourd’hui, pourraient
exercer leur fonction par la production de peptides similaires.
Les avancées récentes du séquençage montrent qu’une proportion insoupçonnée du génome produit des
grands ARN, réputés non codants, dont la fonction éventuelle reste énigmatique et même controversée. Par
l’étude du développement de la drosophile, des chercheurs du Centre de Biologie du Développement (CBD)
de Toulouse, en collaboration avec l’équipe japonaise de Yuji Kageyama (Okasaki) montrent que l’un de ces
grands ARN « non codants » produit en réalité des petits peptides de 11 à 32 acides aminés, qui contrôlent
un programme de transcription responsable de la différenciation morphologique de l’épiderme.
L’équipe toulousaine est en effet spécialiste de la différenciation épidermique de l’embryon de drosophile.
Elle a déjà découvert le rôle clé du facteur de transcription Shavenbaby, dans le remodelage de la forme des
cellules épidermiques, qui forment des extensions cellulaires : les trichomes. Le facteur Shavenbaby dirige
directement la transcription de nombreux gènes « effecteurs », codants pour des protéines (régulateurs du
cytosquelette, de la matrice extra cellulaire…) responsables du changement de la forme cellulaire et donc de
la formation des trichomes. En l’absence du facteur Shavenbaby, la formation des trichomes est abolie et les
cellules de l’épiderme restent lisses. L’ARN Polished-rice (Pri), contrairement aux gènes classiques, ne
produit pas de grande protéine mais seulement 4 petits peptides (de 11 à 32 acides aminés), qui sont eux
aussi nécessaires à la formation des trichomes. Comment ces petits peptides atypiques peuvent contrôler la
différenciation épidermique restait donc à explorer.
Les travaux publiés dans Science montrent que Pri est nécessaire à l’activité du facteur de transcription
Shavenbaby. Ce dernier est synthétisé sous la forme d’un large précurseur qui agit comme un répresseur de
transcription et empêche donc la formation des trichomes. L’expression de Pri induit le clivage de la protéine
Shavenbaby, qui devient alors un activateur de transcription, déclenchant l’expression des effecteurs
cellulaires de la formation des trichomes. Ainsi, Pri agit comme un régulateur temporel du programme
transcriptionnel de la différenciation épidermique.
Ces études ont été soutenues par l’ANR, l’ARC, le CNRS et l'Université de Toulouse. Les résultats obtenus
ouvrent de nouvelles voies de recherche pour comprendre les mécanismes de cette régulation surprenante
et l’implication de peptides régulateurs dans d’autres processus. En effet, les cellules animales produisent de
nombreux ARN de fonction inconnue et certains d’entre eux pourraient produire des petits peptides régulant
d’autres aspects du développement et de la physiologie des animaux.
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Figure : Les petits peptides Polished-rice (Pri) contrôlent l’activité du facteur de transcription Shavenbaby (en vert). En
absence de Pri (à gauche), Shavenbaby est un répresseur de transcription, localisé dans des foyers à l’intérieur du
noyau des cellules. L’expression de Pri (à droite) induit le clivage de Shavenbaby, le transformant en activateur de
transcription avec une localisation diffuse dans le noyau. © S. Plaza, F. Payre
En savoir plus
Small peptides switch the transcriptional activity of Shavenbaby during drosophila embryogenesis.
Kondo T, Plaza S, Zanet J, Benrabah E, Valenti P, Hashimoto Y, Kobayashi S, Payre F & Kageyama
Y.
Science, Volume 329, N°5989, 336-339
Published on July 16, 2010, doi:10.1126/science.1188158
Contact chercheur
Serge Plaza
François Payre
Centre de Biologie du D éveloppement (CBD)
UMR5547 CNRS/Université Toulouse 3
118 Route de Narbonne
31062 Toulouse Cedex 9
tel: [phone]
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