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contrôle  ARN sp5l  MO Sp5l

III.5. g) Le gène MafB (kreisler/valentino)

phénotype  similaire  au  gain  ou  à  la  perte  de  fonction  FGF  (figure  33).  De  plus,  l’inactivation de la traduction de sp5l par injection de morpholinos annule les effets du  gain ou de la perte de fonction FGF sur l’expression des marqueurs Krox20 et Hoxb1b.  Une  autre  étude  a  montré  que  sp5l  était  également  une  cible  directe  de  la  voie  de  signalisation Wnt et qu’il agissait de concert avec bts1 pour transduire l’activité des Wnt  dans la régionalisation du mésoderme et du neuroectoderme (Weidinger et al., 2005).  Chez  la  souris,  le  mutant  Sp5  ne  présente  pas  de  phénotype  évident.  En  revanche  la  combinaison  de  la  mutation  Sp5  sur  un  fond  génétique  hétérozygote  pour  le  gène  T,  codant  pour  le  FT  Brachyury,  produit  des  souris  montrant  un  nombre  réduit  de  vertèbres, ce qui suggère que des effets de compensation pourraient expliquer l’absence  de phénotype chez le mutant Sp5. Une partie des travaux présentés dans ce manuscrit  suggère  que  sp5l  joue  un  rôle  également  plus  tardivement  en  montrant  que  son  expression est maintenue dans le rhombencéphale jusqu’au stade 1 ss et que ce facteur  régule  directement  l’expression  de  Krox20  dans  r3  en  agissant  comme  effecteur  de  la  signalisation FGF dans ce rhombomère.     III.5.g) Le gène MafB (kreisler/valentino)  MafB code pour un FT de la famille MAF, dont les membres se caractérisent par la  présence d’un domaine basique de liaison à l’ADN associé à un domaine de dimérisation  de type leucine‐zipper (domaine bZIP). MafB commence à s’exprimer en tout début de  somitogénèse  dans  les  futurs  territoires  r5  et  r6  de  la  même  façon  chez  les  différents  groupes  de  vertébrés  et  s’y  maintient  une  fois  que  les  rhombomères  sont  formés  (Cordes  and  Barsh,  1994;  Moens  et  al.,  1996;  Eichmann  et  al.,  1997;  Ishibashi  and  Yasuda,  2001).  Il  est  le  premier  gène  à  présenter  une  expression  restreinte  à  deux  rhombomères. 

Chez  la  souris,  la  mutation  la  plus  étudiée  pour  MafB  se  trouve  chez  le  mutant 

kreisler  dans  lequel  une  inversion  chromosomique,  induite  par  irradiation,  sépare  le 

gène  d’une  partie  de  ses  régions  régulatrices  et  abolit  son  expression  dans  r5  et  r6  (Cordes  and  Barsh,  1994).  Il  en  résulte  une  perte  de  la  segmentation  morphologique  postérieurement à r4, une disparition de r5 et une spécification altérée de r6 (figure 34,  McKay et al., 1994; Manzanares et al., 1999b). Ces deux segments sont remplacés par un  domaine  anormal  de  la  taille  d’un  seul  rhombomère,  dépourvu  de  tout  marqueur  spécifique de r5, comme Krox20, et de certains marqueurs de r6 comme Hoxa3 ou de r5 

Figure 34. Conséquences morphologiques et génétiques dans le rhombencéphale de l’inactivation de

MafB

Représentation schématique d’un rhombencéphale de souris sauvage (à gauche) ou homozygote pour la mutation kreisler (à droite). Les hachures figurent une expression plus faible ou diffuse. La segmentation morphologique est perdue postérieurement à r4 et l’expression des marqueurs génétiques de r5 et r6 est perturbée (Krox20, Crabp-1). Les territoires d’expression de Hoxb1 et de Hoxd4 sont respectivement étendus caudalement et rostralement. kr : kreisler

 

et r6 comme c‐Jun (McKay et al., 1994; Manzanares et al., 1999b; Mechta‐Grigoriou et al.,  2003).  À  l’inverse,  le  marqueur  de  r4  Hoxb1  s’étend  caudalement  dans  ce  nouveau  territoire tandis que le marqueur postérieur hoxb4 s’y étend rostralement (Frohman et  al., 1993). Du fait de son identité mixte, ce territoire a été baptisé rX (Moens et al., 1996).  Dans  le  mutant  kreisler,  MafB  est  également  exprimé  de  façon  ectopique  dans  r3,  tout  comme les gènes Fgf3 et Hoxa3, ce qui découle vraisemblablement du remaniement des  régions  régulatrices  en  amont  de  MafB  par  l’inversion  chromosomique.  En  effet,  l’inactivation de MafB par knock‐out classique produit un phénotype similaire au mutant 

kreisler dans r5 et r6 tandis que r3 n’est pas touché (Sadl et al., 2003). 

L’analyse  des  séquences  régulatrices  des  gènes  Hox  du  groupe  3  dans  le  rhombencéphale a permis de montrer que MafB contrôle l’identité des rhombomères 5  et  6  en  activant  directement  l’expression  de  Hoxa3  dans  r5‐r6  et  de  Hoxb3  dans  r5  (Manzanares et al., 1997, 1999a). L’expression de Hoxb3 dans r5 dépend également de  Krox20  qui  coopère  avec  MafB  sur  un  élément  cis‐régulateur  situé  en  amont  du  gène  (Manzanares  et  al.,  2002).  De  plus,  des  expériences  de  surexpression  chez  le  poulet  montrent  que  MafB  inhibe  l’expression  de  Hoxb1  et  est  donc  vraisemblablement  impliqué dans le positionnement de la frontière r4/r5 (Giudicelli et al., 2003).  

MafB  est  également  impliqué  dans  la  régulation  de  Krox20.  En  effet,  l’injection  d’ARN  MafB  chez  le  poisson‐zèbre  est  capable  de  restaurer  l’expression  de  Krox20  perdue  dans  r5  chez  le  mutant  vHnf1  (Wiellette  and  Sive,  2003).  De  plus,  l’analyse  de  l’élément régulateur contrôlant l’expression de Krox20 dans r5 montre que MafB se fixe  sur  deux  sites  conservés  indispensables  à  l’activité  de  cet  élément  et  que  la  surexpression  de  MafB  par  électroporation  chez  le  poulet  l’active  de  façon  ectopique  (Labalette  et  al.,  2011).  Enfin,  l’analyse  fonctionnelle  des  séquences  régulatrices  de 

vHnf1 chez la souris suggère que ce gène peut lui aussi être régulé directement par MafB 

(Pouilhe et al., 2007). 

Plusieurs  allèles  contenant  des  mutations  de  l’orthologue  du  gène  MafB  chez  le  poisson  ont  été  caractérisés  et  collectivement  baptisés  valentino  (Moens  et  al.,  1996,  1998).  Leur  phénotype,  globalement  similaire  au  mutant  kreisler,  présente  toutefois  quelques différences légères concernant les défauts de spécification : le segment rX chez  le  poisson  ne  présente  aucun  marqueur  spécifique  de  r5  ni  de  r6  et  ses  cellules  ne  peuvent  s’intégrer  dans  le  rhombomère  5  ou  6  d’un  embryon  sauvage.  Il  a  donc  été  proposé  le  modèle  selon  lequel  MafB  est  nécessaire  à  l’établissement  d’un  « proto‐

rhombomère » et à subdivision ultérieure en r5 et r6 (Moens et al., 1996, 1998; Prince et  al., 1998). Chez le mutant murin kreisler en revanche, le territoire rX exprime quelques  marqueurs de r6 et ses cellules peuvent contribuer à un r6 sauvage. De même, alors que  l’expression  de  Fgf3  est  affaiblie  dans  le  rhombencéphale  caudal  du  mutant  kreisler  (McKay  et  al.,  1996),  elle  est  au  contraire  étendue  dans  rX  chez  le  poisson  valentino  (Kwak et al., 2002).  

Les deux acteurs majeurs contrôlant l’expression de MafB sont vHnf1 et les FGFs.  vHnf1  est  un  régulateur  clé  de  MafB  dont  l’expression  est  totalement  abolie  dans  le  mutant  vHnf1  (Sun  and  Hopkins,  2001;  Hernandez  et  al.,  2004;  Aragón  et  al.,  2005).  L’élément  régulateur  de  MafB  contient  un  site  de  fixation  pour  la  protéine  vHnf1  nécessaire à son expression (Kim et al., 2005a) et, puisque MafB pourrait contrôler lui‐ même  vHnf1,  l’expression  de  MafB  est  potentiellement  dépendante  d’une  boucle  indirecte  d’autorégulation.  La  capacité  qu’a  MafB  à  activer  sa  propre  expression  par  électroporation chez le poulet conforte cette hypothèse (Giudicelli et al., 2003). 

Parallèlement,  l’inactivation  de  la  signalisation  FGF  chez  le  poisson‐zèbre  par  injection de morpholinos dirigés contre Fgf3 et Fgf8 aboutit à la perte d’expression de 

MafB,  tandis  que  celle  de  vHnf1  n’est  pas  affectée  (Maves  et  al.,  2002;  Walshe  et  al., 

2002). De même, l’application de billes FGF au niveau du premier somite chez un poulet  entraine l’activation ectopique de MafB postérieurement à r6 (Marín and Charnay, 2000;  Aragón et al., 2005). Il semble que ce soit plus particulièrement la voie de signalisation  Ras/Erk qui soit impliquée (Aragon and Pujades, 2009). D’autres études confirment que  vHnf1  et  la  voie  de  signalisation  FGF  agissent  de  façon  synergique  pour  activer  l’expression  de  MafB  (Wiellette  and  Sive,  2003;  Hernandez  et  al.,  2004)  tandis  que  de  récents travaux suggèrent que l’homéofacteur caudal Cdx1 réprime l’expression de MafB  postérieurement à r6 (Sturgeon et al., 2011).