Pluripotence des cellules : quand les allèles s`en mêlent

CommunicationFévrier2012
Pluripotencedescellules:quandlesallèless’enmêlent
Lapluripotencedescellulessouchesestunequestionclépourlemaintiendurabledeleurcapacité
àgénérerplusieurstypescellulaires,maiségalementpourunemeilleureefficacitédescellulesiPS
(inducedpluripotentstem)nécessairesàlamédecinerégénérative.Deschercheursdel’Institutde
génétiqueetdebiologiemoléculaireetcellulaire(IGBMC,UMRCNRS/Inserm/Universitéde
Strasbourg)ontmontréquecetétatdepluripotenceestcontrôléparunerégulationalléliquedu
facteurdetranscriptionNanog.Cesrésultatspubliésle12FévrierdansNaturemettenten
évidencedenouveauxmécanismesrégulantlapluripotenceetpermettentdemieuxcomprendre
lephénomènedereprogrammationcellulaire.
Expressiondesgènes:quandunallèlefait«cavalierseul»
Noscaractèresproviennentdel’expressiondenosgènes.Chaquegènecomportedeuxversions,
appelées«allèles»:l’uneissuedupère,l’autredelamère.Engénéral,lesdeuxsontexprimées,
lescaractèresdel’enfantrésultantdelacombinaisondesdeuxversions(l’unepeutensuite
dominerl’autreunefoisexprimée).Pourlamajoritédenos30000gènes,l’expressionest
biallélique;maispourquelques60gènes,ellepeutêtremonoallélique.Danscecas,seulundes
deuxallèlesestexprimé,provenantengénérald’une«empreintegénomiqueparentale».
Formationdel’embryon:descellulespluripotentesauxcellulesdifférenciées
Aprèslafécondation,l’embryonprécoceacquiertdemanièretransitoireunétatdepluripotence
quiluipermetensuitedegénérertouslestissusdifférentsquiconstituentunorganisme.Ceciest
lerésultatduphénomènedereprogrammationcellulaire,aucoursduquell’embryonformeun
«épiblaste»pluripotent.Cettereprogrammationimpliquedenombreuxfacteursde
transcription.Parmieux,Nanogestconnupourêtreindispensableàl’acquisitiondel’étatde
pluripotencemaislesmécanismesderégulationdesonexpressionn’ontpasencoreété
décryptés.Leschercheursdel’équipedeMaria‐ElenaTorres‐Padillasesontpenchéssurce
facteurdetranscriptioncarilsontremarquéquesonexpressionestessentiellement
monoallélique(c'est‐à‐direqu’unseuldesdeuxallèlesdugènedeNanogestexprimé)pendant
lestoutpremiersstadesembryonnaires.IlsontmontréqueNanogpassed’uneexpression
monoalléliquedanslesstades2,4et8cellulesàuneexpressionbialléliqueaustade
«épiblaste».Sonexpressionredevientensuitemonoalléliqueaprèsl’implantationdel’embryon
dansl’utérus.
Cetteétudemontrequ’uncontrôleprécisdudosagedeNanogestcrucialpourla
reprogrammationcellulaire,cedosageétantlui‐mêmesouslecontrôled’unerégulation
allélique.Eneffet,contrairementàl’expressionmonoallélique,l’expressiondedeuxallèles
permetlaproductiond’unequantitédeuxfoissupérieuredeNanog.Deplus,grâceàunevidéo
decellulesavecdesmarqueurscolorésfluorescents,ilsontmisenévidenceunedynamique
particulièredansl’expressiondeNanog.Eneffet,contrairementàlaplupartdesgènes
monoalléliques,l’expressiondeNanogpeutchangerd’unallèleàl’autre,unconstatquimeten
lumièrel’existencepossibled’unmécanismederégulationuniqueensongenre.
Lapluripotenceestunenotionlargementétudiée.Eneffet,mieuxlacontrôlerpourraitaiderà
produiredenouveauxtissusetorganes.Cesnouveauxrésultatsindiquentquel’activationde
l’expressiondudeuxièmeallèledugènedeNanogaunrôleclédansl’acquisitionetla
stabilisationdelapluripotence.Ilsouvrentdenouveauxchampsd’investigationpourla
générationdecellulesiPS(inducedPluripotentStem)stablespourlamédecinerégénérative.

CommunicationFévrier2012
Changementdel’expressiondeNanogdemono‐àbiallélique.
L’expressiondeNanogestvisualiséegrâceàdesmarqueurscolorés.Lesmarqueursvertourougeillustrent
l’expressionmono‐allélique.Lacouleurjauneapparaîtquandlesdeuxallèlessontexprimés(expressionbiallélique).
Gauche:Laplupartdescellulessontrougesetvertes:L’expressiondeNanogestprincipalementmonoallélique.
Droite:Laplupartdescellulessontjaunes:L’expressiondeNanogestprincipalementbialléliquedanslescellules
présentantunétatdepluripotence«stable».
Nature,12Février2012
ControlofgroundstatepluripotencybyallelicregulationofNanog.
YusukeMiyanari&Maria‐ElenaTorres‐Padilla.