Les rˆ oles pl´ eiotropes de spen

Spen est connu comme intervenant dans de nombreux processus biolo-giques au cours du d´eveloppement. Ainsi l’´etude de ces diff´erents rˆoles permet de mieux cerner la fonction de cette prot´eine. Toutefois le rˆole pl´eiotrope de spen en plus de son rˆole dans de nombreuses voies de signalisation rend son ´

etude d´elicate.

Plusieurs ´etudes ont mis en ´evidence le rˆole de spen dans la r´egulation de la voie EGF (MAPK). Des all`eles de spen ont ´et´e trouv´es lors d’un crible visant `a identifier des acteurs de la voie EGF (Rebay et al. 2000). Comme nous le verrons dans la partie ci-apr`es sur le rˆole de spen dans le d´ evelop-pement de la r´etine, des mutations de spen modifient le ph´enotype induit par la surexpression d’une forme activ´ee de yan, un facteur de transcription

de la voie EGF. La surexpression de yan, via le driver sevenlessGAL4 (sev -GAL4), donne un aspect rugueux `a l’œil de Drosophile. Sevenless est exprim´e dans les photor´ecepteurs 3, 4 et 7 ainsi que dans les cellules cˆones. Plusieurs all`eles de spen aggravent ce ph´enotype sugg´erant un rˆole activateur de spen sur la voie EGF (Chen and Rebay 2000). Par la suite, une ´etude a confirm´e le rˆole de r´egulateur positif de spen de la voie EGF au cours du d´ eveloppe-ment de l’œil de Drosophile (Doroquez et al. 2007). Cependant des all`eles de spen sont apparus comme aggravant le ph´enotype œil rugueux de mouches exprimant une forme active de la kinase RAF (sev-Raf^torY9) (Dickson et al. 1992; 1996). Cela indiquerait que spen pourrait ˆetre un r´egulateur n´egatif de la voie EGF dans certains contextes, mˆeme si la nature de cette interaction reste peu claire.

Des all`eles de spen ont ´et´e identifi´es dans plusieurs cribles sur des fac-teurs impliqu´es dans la r´egulation du cycle cellulaire. Des mutations de spen aggravent le ph´enotype œil rugueux induit par la surexpression de dE2F et dDP avec le driver GMR-GAL4 (GMR-dE2FdDP). La surexpression de ces prot´eines entraine un exc`es de division cellulaire `a cause de l’induction d’entr´ee en phase S (synth`ese) du cycle cellulaire (Du et al. 1996, Staehling-Hampton et al. 1999). Par ailleurs, des mutations affectant le g`ene spen ont ´

et´e identifi´ees dans un autre crible chez la Drosophile, cette fois en exprimant ectopiquement dans la r´etine la cycline-E (sev -CycE) (Lane et al. 2000). Ces trois ´etudes sugg`erent que spen pourrait intervenir dans la r´egulation du cycle cellulaire, mˆeme si uniquement des liens g´en´etiques ont ´et´e ´etablis. Il peut alternativement ˆetre propos´e que spen r´egulerait le nombre correct de cellules via un rˆole dans la mort cellulaire, ce qui conduirait `a des ph´enotypes similaires `a ceux d´ecrits pr´ec´edemment.

Spen est aussi requis durant le d´eveloppement de l’embryon. Un crible a en effet montr´e que spen interagissait avec le g`ene hom´eotique deformed (dfd ). Spen permet le d´eveloppement de scl´erite (les scl´erites sont des plaques

en chitine formant l’exosquelette des arthropodes) au niveau de la tˆete et em-pˆeche le d´eveloppement de scl´erites au niveau du thorax (Gellon et al. 1997, Wiellette et al. 1999). Une ´etude plus tard montrera que les d´efauts ´epith´ e-liaux (scl´erite) trouv´es dans les mutants spen proviennent de la r´eparation suite `a des d´efauts dans l’´epithelium (Mace et al. 2005). On note qu’en r´ e-ponse `a ces blessures dans les embryons mutants pour spen la voie des MAPK est activ´ee.

Enfin, une ´etude chez la Drosophile a montr´e par analyse clonale que spen est aussi impliqu´e dans la polarit´e planaire et dans la formation et le positionnement des soies (Mace and Tugores 2004).

L’ensemble de ces travaux montrent que la prot´eine Spen est impliqu´ee dans de nombreux et diff´erents processus biologiques. Nous allons d´ecrire plus en d´etail les travaux autour du rˆole de cette prot´eine dans le d´eveloppement de l’œil.

1.3.3 Rˆole de spen dans les ´etapes pr´ecoces du d´eveloppement de l’œil de Drosophile

Alors que plusieurs ´etudes dans les ann´ees 1990 ont mis en ´evidence des rˆoles de spen au cours de l’embryogen`ese de la Drosophile, l’implication de spen dans le d´eveloppement de l’œil de Drosophile a ´et´e d´ecouverte seulement en 2000. Comme nous l’avons mentionn´e pr´ec´edemment, un crible visant `a identifier des g`enes agissant en aval de la voie de signalisation des MAPK (Rebay et al. 2000) a en effet montr´e le rˆole putatif de spen dans la diff´ e-renciation des photor´ecepteurs au cours du d´eveloppement de la r´etine. La voie RTK/Ras/MAPK r´egule un large panel de processus d´eveloppementaux comme la diff´erentiation cellulaire des photor´ecepteurs (PR) et des cellules cˆones de la r´etine (van der Geer et al. 1994). Des acteurs requis pour l’acti-vation de RAS ou activant les MAPK ont ´et´e d´ecouverts dans de nombreux cribles, mais peu de g`enes en aval de cette voie son connus. Dans cette

pre-mi`ere ´etude, les auteurs ont surexprim´e une forme activ´ee de yan, un an-tagoniste de la voie RTK/Ras/MAPK et agissant en aval des MAPK, dans l’œil de Drosophile `a l’aide du driver sevenless-GAL4. Yan ´etant essentiel `a la diff´erenciation de certains photor´ecepteurs et des cellules cˆones, la surex-presion d’une forme activ´ee de ce g`ene dans l’œil donne un ph´enotype œil rugueux. La mutation de spen aggrave le ph´enotype œil rugueux, sugg´erant que spen est un potentiel activateur de la voie des MAPK (Rebay et al. 2000). Plus tard, un autre crible a montr´e que spen interagissait g´en´etiquement avec le g`ene corkscrew, prot´eine connue pour transduire les signaux g´en´er´es par l’activation des MAPK (Firth et al. 2000).

En parall`ele de la voie des MAPK, la voie de signalisation Wingless (Wg) est requise pour mod´erer l’initiation et la progression du sillon morphog´ e-n´etique. Ainsi, dans la larve, au cours du d´eveloppement de l’œil, dpp (d´ e-capentapl´egique) inhibe l’expression et la diffusion de Wg. Wg est exprim´e aux bords dorso et ventraux du disque d’œil o`u il inhibe l’initiation du sillon morphog´en´etique (Ma and Moses 1995, Treisman and Rubin 1995). Lorsque dpp est mut´e, le domaine wingless est fortement ´elargi r´esultant en une in-hibition du sillon morphog´en´etique et une r´eduction de la diff´erenciation des photor´ecepteurs. L’œil adulte obtenu est ainsi beaucoup plus petit qu’un œil sauvage (Chanut and Heberlein 1997). Ce ph´enotype de l’œil est en partie corrig´e en r´eduisant l’activation de la voie Wg (Treisman and Rubin 1995). Une ´etude a montr´e qu’inhiber spen (mˆeme en inactivant une seule copie du g`ene (mouche h´et´erozygote) restaurait la diff´erenciation des photor´ecepteurs et le petit œil d’un mutant dpp (Lin 2003). Ces ´etudes sugg`erent que spen est un activateur de la voie Wingless au cours du d´eveloppement de l’œil.

Plusieurs ´etudes ont montr´e que l’expression de dominant n´egatifs de spen (domaine SPOC seul, ce domaine est d´ecrit par la suite) montrait des ph´ e-notypes plus forts que des mutants spen (Lin 2003, Chen and Rebay 2000). Cela indiquerait que spen pourrait avoir un partenaire g´en´etique redondant

Fig. 1.10. Repr´esentation sch´ematique des membres de la famille de spen . La taille des sch´emas est proportionnelle `a la taille pr´edite des prot´eines. Chaque membre pos-s`ede un domaine RRM (RNA Recognition moitf) en extr´emit´e N-terminal et un domaine SPOC (Spen Paralogue Orthologue C-terminus). Les pourcentages indiquent le degr´e de conservation des domaines SPOC compar´e `a la prot´eine SHARp (humaine). Ondistingue clairement les deux sous-classes “grande” et “petite” de la famille de spen.

partageant le mˆeme domaine fonctionnel SPOC. Dans la famille des pro-t´eines `a domaine SPOC, il existe deux sous-classes en fonction de la taille des prot´eines : la Grande sous-classe (longue prot´eines) et la Petite sous-classe (courtes prot´eines). La Grande sous-classe comprend Spen chez la mouche, Sharp chez l’homme et Mint chez la souris. La Petite sous-classe comprend Spenito chez la mouche, et Ott1 chez l’homme et la souris (Fig. 1.10).

Chez la Drosophile la surexpression de spenito perturbe l’organisation de l’œil de Drosophile avec un effet d´ecrit tour `a tour antagoniste et agoniste de spen. En effet, la surexpression de nito donne le mˆeme ph´enotype que l’ex-pression d’un dominant n´egatif de spen (Jemc and Rebay 2006). Cependant un autre groupe a montr´e que spenito pouvait agir en synergie avec spen dans le disque d’œil pour activer la voie Wingless (Chang et al. 2008). En conclusion, nous sommes pour le moment loin d’avoir compris les interactions et les rˆoles des liens entre spen et spenito.

Pour terminer la description des r´esultats sur les relations entre spen et le d´eveloppement de l’œil de Drosophile, une ´equipe a ´etudi´e et analys´e la complexe relation entre spen, et les voies Notch et EGF au cours du d´ evelop-pement larvaire de l’œil (Doroquez et al. 2007). En analysant des rapporteurs de ces deux voies en particulier dans des tissus mutants pour spen, les au-teurs ont montr´e que spen antagonise la voie Notch et favoriserait l’activit´e de la voie EGF. Les voies Notch et EGF ´etant centrales pour la r´egulation du d´eveloppement de l’œil, spen aurait comme fonction d’int´egrer les signaux venant de ces deux voies afin d’assurer un d´eveloppement correct de l’œil.