f) Les ARNs non codants peuvent jouer le rôle de séquences cis‐régulatrices ou  de FTs

situés de part et d’autre de HOXA9­13. L’inactivation du facteur CTCF inhibe la formation  de la boucle d’ADN entre ces deux insulateurs et entraine la propagation des marques  répressives  ainsi  que  l’extinction  des  gènes  HOXA6  et  7.  Les  enhancers  barrières  inhibent la propagation de l’hétérochromatine en recrutant des enzymes de remodelage  de  la  chromatine  ainsi  que  des  enzymes  de  modification  des  histones  de  type  HAT  ou  H3K4 HMTs (Huang et al., 2007). 

Enfin, les insulateurs sont également impliqués dans des processus non liés à la  transcription tels que la recombinaison V(D)J au niveau du locus IGH (revu ici : Yang and  Corces, 2012). Là encore, le facteur CTCF est impliqué. Au vu du rôle hautement multi‐ fonctionnel  joué  par  CTCF  dans  les  mécanismes  de  confinement  transcriptionnel  ou  autres (20% des sites CTCF sont par exemple localisés au niveau des promoteurs), des  facteurs additionnels sont nécessaires pour spécifier les différents mécanismes d’action  de CTCF, ce que font par exemple les facteurs USF1 et VEZF1 au niveau de l’insulateur  barrière HS4 flanquant le cluster de gènes de globine β (Barkess and West, 2012).      I.5.f) Les ARNs non codants peuvent jouer le rôle de séquences cis‐régulatrices ou  de FTs 

De  récentes  études  sur  génome  entier  (revues  ici :  Orom  and  Shiekhattar,  2011)  ont  révélé la présence d’un très grand nombre de longs ARNs (>200bp) ne codant pas pour  des  protéines  (ARNnc)  bien  qu’ils  soient  épissés  et  polyadénylés  comme  les  ARN  messagers. Les ARNnc peuvent se trouver sous des formes très variées, que ce soit par  leur taille – de 200bp à plus de 100 kb – ou leur origine génomique : on trouve des ARNs   non codants provenant de régions intergéniques ou des régions non traduites en 3’ des  gènes  mais  les  promoteurs  et  les  enhancers  peuvent  également  être  transcrits.  Leur  étude en est à son commencement et l’un des grands intérêts associés à ces ARNnc est  leur capacité à moduler la transcription. Leur très grand nombre – du même ordre de  grandeur  que  les  gènes  (Khalil  et  al.,  2009)  –  suggère  qu’ils  jouent  un  rôle  important  dans la régulation de ce phénomène.  

I.5.f)α : Les ARNnc peuvent réprimer la transcription 

Les  exemples  les  mieux  décrits  de  l’inhibition  en  cis  de  la  transcription  par  un  ARNnc concernent l’inactivation du chromosome X ou l’empreinte parentale. Selon des  mécanismes  dont  les  détails  ne  sont  pas  encore  élucidés,  l’ARNnc  Xist  (« X‐Inactive  Specific Transcript ») va recouvrir l’ensemble du chromosome X devant être inactivé et  induire  la  formation  de  chromatine  répressive  (Chow  and  Heard,  2009).  L’ARNnc  Air  (« Antisense  IGFr2  RNA »)  lui  va  réprimer  l’expression  de  clusters  de  gènes  soumis  à  l’empreinte parentale et situés sur le même chromosome, parfois à plusieurs centaines  de kbs de distance.   Certains ARNnc peuvent également agir en trans pour réprimer la transcription.  C’est le cas de l’ARNnc HOTAIR (« HOX Transcript Antisense Intergenic RNA ») qui est   exprimé depuis le cluster HOXC et qui est impliqué chez l’humain dans la répression des  gènes du cluster HOXD situés sur un chromosome différent (Rinn et al., 2007). HOTAIR a  été montré se lier avec le complexe répresseur Polycomb PRC2 et être nécessaire pour le  dépôt des marques répressives H3K27me3 au niveau des promoteurs des gènes HOXD.    I.5.f)β : Les ARNnc peuvent activer la transcription  Récemment, il a été montré qu’un nombre important d’enhancers était transcrit  et recrutait la Pol II (Kim et al., 2010; Ørom et al., 2010). On parle alors d’ARN enhancer  (ARNe). La transcription des ARNe corrèle précisément avec le niveau d’expression des  gènes voisins. De plus, dans le cas du gène arc au moins, la synthèse d’ARNe au niveau  de l’enhancer d’arc nécessite la présence du promoteur du gène arc, ce qui suggère une  communication bilatérale entre enhancer et promoteur. Les mécanismes par lesquels les  ARNe  promeuvent  la  transcription  n’ont  pas  encore  été  étudiés.  Il  est  proposé  que  la  transcription  des  ARNe  pourrait  établir  un  paysage  chromatinien  au  niveau  de  l’enhancer facilitant l’activation du gène ou que les ARNe pourraient jouer un rôle dans  la formation de boucles d’ADN en interagissant avec d’autres facteurs. 

Une seconde classe d’ARNnc, appelés lincRNA (‘long intergenic non coding RNA’)  et associés à une activité de type enhancer a été identifiée au sein d’une étude récente  s’appuyant sur l’annotation GENCODE du génome humain (Harrow et al., 2006; Ørom et  al.,  2010).  Ces  ARNnc  sont  transcrits  au  sein  de  loci  uniques  et  complètement  intergéniques  et  leur  déplétion  entraine  une  baisse  de  l’expression  des  gènes  voisins  dans  de  nombreux  types  cellulaires  ou  dans  des  expériences  utilisant  des  gènes 

Figure 8. Activation de la transcription des gènes du cluster HOXA par l’ARNnc HOTTIP

La formation d’une boucle d’ADN amène l’ARNnc HOTTIP à proximité de ses gènes cibles (HOXA9 (A9),

HOXA10 (A10), HOXA11 (A11), HOXA12 (A12) et HOXA13 (A13)). HOTTIP lie la protéine WDR5 qui va

recruter le complexe MLL à activité histone méthyltransférase. Le recrutement du complexe au niveau de l’extrémité 5’ du cluster HOXA par HOTTIP entraîne le dépôt de la marque d’histone H3K4me3 et l’activation de la transcription des gènes.

rapporteurs. Un des mécanismes d’action proposés réside dans l’utilisation du lincRNA  comme échafaud pour l’assemblage de FTs ou d’enzymes de modification des histones  au niveau du promoteur (voir figure 8). Une étude récente (Wang et al., 2011) a identifié  le  lincRNA  HOTTIP  (« HOXA  Transcript  at  distal  TIP »)  comme  interagissant  avec  les  régions promotrices des gènes du cluster HOXA situés en 5’. HOTTIP active l’expression  de ces gènes en se liant à la protéine WDR5 (« WD‐repeat containing protein ») qui va à  son  tour  recruter  le  complexe  MLL  (« mixed‐lineage  leukemia »)  à  activité  histone  méthyltransférase. Ce dernier va déposer les marques activatrices H3K4me3. 

Un  niveau  supplémentaire  de  complexité  dans  la  régulation  de  l’expression  génétique  par  les  ARNnc  est  illustré  par  l’ARNnc  Jpx  qui  promeut  l’expression  de  Xist  (Tian & al., 2010), suggérant que la régulation par les ARNnc ne se limite pas aux gènes  codant  pour  des  protéines  et  soulevant  l’existence  probable  de  réseaux  complexes  de  régulation par les ARNnc chez les mammifères.      I.6. La transcription est liée au positionnement des gènes au sein d’un noyau