Régulation de l’expression des séquences répétées et interférence par l’ARN

Abstract

Une partie importante du génome des eucaryotes est constituée de séquences répétées. Celles-ci résultent, en majorité, de l'invasion du génome par des éléments transposables et des rétrovirus endogènes, séquences ayant la capacité de se multiplier. L'expression de ces séquences peut provoquer leur transposition qui est souvent délétère pour l'hôte. Ainsi, des cancers et des maladies génétiques peuvent être associés à l'insertion de ces éléments à proximité ou dans certains gènes. La transposition de ces séquences doit donc être maintenue à un taux compatible avec la survie des espèces. L'expression des éléments transposables est étroite-ment contrôlée aussi bien au niveau transcriptionnel que post-transcriptionnel. Ce n'est que très récemment que les mécanismes de ce contrôle ont commencé à être découverts. Conservés au cours de l'évolution, ils ont été mis en évidence chez les plantes, le champignon Neurospora crassa, le nématode Caenorhabditis elegans (C. elegans), la mouche du vinaigre Drosophila melanogaster (D. melanogaster), et dans des systèmes cellulaires dérivés des mammifères. Nous limiterons cette synthèse à C. elegans et D. melanogaster, organismes de référence chez lesquels de nombreuses études ont été réalisées ces dernières années. Régulation de l'expression des séquences répétées au niveau transcriptionnelExtinction transcriptionnelle des séquences multiples chez D. melanogaster La répression de transgènes multiples chez D. melanogaster a été étudiée, entre autres, grâce à miniwhite [1], un transgène dont l'expression peut être détectée en observant directement la couleur de l'oeil. Les individus porteurs d'un allèle white sauvage ont les yeux rouges, alors que ceux qui en sont dépourvus ont les yeux blancs. L'insertion d'une copie unique du transgène miniwhite dans le génome de mouches mutantes pour le gène white produit des mouches aux yeux rouges, ce qui indique que miniwhite est normalement exprimé. Mais lorsque plusieurs copies du transgène sont présentes, les mouches ont les yeux blancs. Le transgène n'est donc > La défense des organismes contre l'invasion de leur génome par des éléments transposables, des séquences rétrovirales ou des séquences répé-tées, est essentielle pour le maintien de l'inté-grité de l'information génétique. Les mécanismes assurant cette défense restent largement inconnus, mais des résultats récents montrent qu'ils concernent le contrôle de l'expression de ces séquences à la fois au niveau transcriptionnel et post-transcriptionnel. Le contrôle post-transcriptionnel des séquences répétées présente des similitudes avec l'interférence par l'ARN (ARNi), un phénomène spécifique d'extinction des gènes induit par la présence de molécules d'ARN double brin. Ce phénomène est maintenant largement étudié et les différentes étapes de son méca-nisme sont progressivement identifiées. Il est particulièrement intéressant de souligner que des acteurs importants du mécanisme de l'ARNi sont également impliqués dans la régulation spatio-temporelle du développement. <

Rétrotransposons et cellules somatiques

“…De nombreuses études ont montré que les régulations transcriptionnelle et post-transcriptionnelle sont considé-rées comme les deux mécanismes majeurs impliqués dans le contrôle négatif de la rétrotransposition directe et indirecte des éléments transposables [17]. L'extinction de l'expression des éléments transposables par l'induction de la méthylation de l'ADN est maintenant généralement acceptée comme le mécanisme principal de leur silencing, permettant de réduire leur mobilité et leur multiplicité.…”