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).