Clonage par simple-hybride de facteurs de transcription régulant le gène de la tyrosine hydroxylase TH de ratReport as inadecuate




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1 LGMNPN - Génétique moléculaire de la neurotransmission et des processus neurodégénératifs

Abstract : Tyrosine hydroxylase is the rate limiting enzyme in catecholamine biosynthesis, a major group of neurotransmitters including dopamine, norepinephrine and epinephrine.The aim of our work was to isolate transcription factors potentially implicated in the cell-specific expression of the rat TH gene. For this purpose, we used the yeast one-hybrid system to identify proteins interacting with 2 important elements present in the TH promoter : the E box and the octameric-heptameric sequences. Three cDNA clones were obtained from 2 different cDNA libraries whole adult rat brain and embryonic rat mesencephalon. The first cDNA corresponds to rITF2, a bHLH factor which ability to bind to the TH E box has previously been described. The second one is Lhx9, a LIM homeobox protein. Finally, the third cDNA, which we named ZENON, encodes a novel zinc finger protein showing a neuronal specific expression. These 3 factors were further characterized, revealing quite interesting features. They bind specifically to the TH promoter and are able to modulate TH gene transcription in cell lines. All 3 clones exhibit complex and changing expression patterns throughout development, however this expression is not restricted to catecholaminergic cells. To better understand the function of these factors in TH cell-specific expression, the E box and the octameric-heptameric sequences were characterized in vivo in transgenic mice. The E box plays a subtle role in peripheral catecholaminergic cells, suggesting intricate mechanisms involved in TH cell-specific expression.This work brings to light the difficulties underlying the search for transcription factors implicated in cell-specific expression mechanisms. Furthermore, our data defines a new zinc finger protein family, of which ZENON is the first member.

Résumé : La tyrosine hydroxylase TH est l-enzyme clé de la biosynthèse des catécholamines, classe fondamentale de neurotransmetteurs regroupant la dopamine, la noradrénaline et l-adrénaline. Une expression atypique des catécholamines pourrait conduire à de nombreuses complications neuropsychiatriques. L-étude des facteurs qui régulent le gène de la TH est donc déterminante.Ce travail a pour objectif l-isolement de facteurs de transcription potentiellement impliqués dans l-expression cellulaire restreinte du gène TH de rat. Dans ce but, nous avons développé une stratégie de simple-hybride dans la levure en utilisant la boîte E et les sites octamérique-heptamérique du promoteur TH comme cibles. Deux banques d-ADN complémentaire différentes ont été criblées, issues respectivement de cerveau de rat adulte et de mésencéphale embryonnaire. Ces criblages ont conduit à l-identification de 3 facteurs de transcription candidats : rITF2, un facteur bHLH ubiquitaire déjà décrit pour son aptitude à interagir avec la boîte E du promoteur TH, Lhx9, une protéine LIM à homéodomaine, et ZENON, une nouvelle protéine à doigts de zinc spécifiquement exprimée dans les neurones. La caractérisation de ces 3 facteurs a révélé des propriétés tout à fait intéressantes. Ils sont capables d-interagir spécifiquement avec le promoteur TH, et modulent la transcription du gène TH dans des lignées cellulaires. Leurs patrons d-expression sont complexes et s-inscrivent dans une dynamique développementale très particulière, mais ne sont pas spécifiques du système catécholaminergique. Pour comprendre le rôle de ces facteurs dans l-expression cellulaire restreinte de la TH, nous avons mené une étude de transgenèse des sites cibles utilisés en simple-hybride. La boîte E joue un rôle subtil dans le système catécholaminergique périphérique, illustrant la complexité des mécanismes conduisant à l-expression cellulaire restreinte de la TH. Ce travail souligne les difficultés rencontrées pour isoler des facteurs de transcription impliqués dans des processus d-expression cellulaire restreinte et définit une nouvelle famille de protéines à doigts de zinc, dont ZENON, le premier membre, semble lié au phénotype neuronal. L-identification et l-étude d-autres protéines appartenant à cette famille pourraient donc s-avérer capitales pour la compréhension des mécanismes impliqués dans la mise en place et le maintien des caractères neuronaux au cours du développement.

Mots-clés : Tyrosine hydroxylase simple-hybride transcription différenciation neuronale développement embryonnaire





Author: Hélène Kiefer -

Source: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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