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Capítulo IV Prática de Auditoria

4.2. Trabalho de Final

4.2.7. Acontecimentos subsequentes

1. Les régions codantes

L'entiereté de la région correspondant au CAS a été clonée (Campuzano et al., 1985) et

plusieurs unités de transcription y ont été détectées (Villarez and Cabrera, 1987; Alonso and

Cabrera, 1988). Quatre de ces transcrits sont retrouvés dans les cellules du système nerveux en

développement, et en fonction de leur position et pattern d'expression, ils ont été associés aux

gènes ac, sc, l'sc et ase (Fig.5). Le séquençage des ADNc correspondants à ces transcrits a mis

en évidence que ceux-ci sont homologues et codent pour des protéines de type basic-Helix-

Loop-Helix ou bHLH (Murre et al., 1989). Ces protéines sont donc des facteurs de

transcription potentiels.

L'activité de ces molécules en tant que facteur de transcription a été démontrée de

différentes manières. Tout d'abord, il a été mis en évidence que ces molécules se fixent à l'ADN

sur des séquences consensus déterminées appelées E-Box (Van Doren et al., 1991). Cette

fixation ne se fait néanmoins de manière efficace que si les protéines codées par le CAS font des

hétéro-dimères avec une autre protéine de type bHLH, codée par le gène daughterless (da). Ce

dernier est strictement nécessaire à la formation des précurseurs des organes sensoriels (Caudy

et al., 1988; Ghysen and O'Kane, 1989) et montre une interaction génétique forte et spécifique

avec les gènes du CAS (Dambly-Chaudière et al., 1989), suggérant que DA pourrait servir,

aussi in vivo, de cofacteur des protéines codées par le CAS.

D'autre part, il a été montré que, dans des cellules de Drosophile en culture et dans des levures,

les hétérodimères AC/DA, SC/DA et ASE/DA activent l'expression d'un gène rapporteur placé

sous le contrôle d'une région régulatrice contenant des E-boxes et d'une manière dépendante de

ces E-boxes (Cabrera and Alonso, 1991; Van Doren et al., 1992). Des résultats similaires ont

été obtenus in vivo dans des mouches transgéniques contenant ce même type de construction: la

présence des gènes du CAS et de E-boxes intacts sont nécessaires pour avoir expression du

gène rapporteur (Van Doren et al., 1992).

Les arguments démontrant que les transcrits codant pour ces différentes protéines

bHLH, correspondent effectivement aux fonctions ac, sc, l'sc et ase définies génétiquement

sont de deux types. D'une part, ces transcrits sont capables de produire un sauvetage

phénotypique des délétions du CAS et, d'autre part, des expressions ectopiques de ces

-limite notum-aile

limite compartiment antérieur-postérieur

Dorsal Ventral

hachuré: thorax non hachuré: aile

adulte

Notum Aile

Figure 7 : (A) Disque imaginai d'aile avec

les régions présomptives de l'adulte

représentées. Les abréviations DC, SC,... font

référence aux noms donnés aux grandes soies du

notum.

(B) Notum et aile d'une mouche adulte

(C) Expression du gène achaete dans des

groupes proneuraux

(D) Aggrandissement de la région encadrée

en (C), montrant la région du disque

correspondant aux soies Dorso-Centrales

(DC), Post Alaire Postérieure (PPA) et

Supra-Alaire Postérieure (PSA).

transcrits induisent des phénotypes mutants semblables à ceux des mutations GOF du

complexe, les mutations Hw (Rodriguez et al., 1990). Ces expériences d'expression ectopique

ont également mis en évidence une propriété importante des différents transcrits: leur

interchangeabilité fonctionnelle. En effet, ces gènes peuvent se substituer l'un l'autre. Ainsi, par

exemple, le transcrit correspondant au gène l'sc, qui n'est pas impliqué dans la formation des

organes sensoriels de l'adulte, peut induire le sauvetage phénotypique de mutants ac-sc , si on

l'exprime au moment de la formation des organes sensoriels (Hinz et al., 1994). Ces

expériences montrent que l'homologie structurale des différentes protéines est suffisamment

forte pour que ces protéines soient capables de se remplacer l'une l'autre; il y a également

homologie fonctionnelle. Néanmoins, les gènes ne sont pas vraiment équivalents: ase et ac sont

impliqués dans la formation des organes sensoriels de l'embryon, ac et sc dans celle de l'adulte

et l'sc dans la formation des neuroblastes. La base de ces différences réside dans la régulation

de l'expression de ces gènes, objet du paragraphe suivant. Ces différences mettent en évidence

deux points importants à mes yeux. D'une part, il existe une différence entre fonction

"moléculaire" qui est dépendante de la structure de la protéine et fonction "développementale"

qui intègre plusieurs aspects dont la fonction moléculaire, le contrôle de l'expression du gène et

le contexte dans lequel la protéine fonctionne. D'autre part, la conservation de la fonction

"moléculaire" n'implique pas forcément la conservation de la fonction "développementale" et

que la non-conservation de cette dernière (versu la conservation de la première) est

probablement l'un des moteurs de l'évolution.

2. Les patterns d'expression

Les patterns d'expression des différents gènes ont été mis en évidence par la détection de

leur transcrits et des protéines correspondantes (Cabrera et al., 1987; Romani et al., 1989;

Skeath and Carroll, 1991; Cubas et al., 1991; Ruiz-Gomez and Ghysen, 1993, Fig. 7). Les

points essentiels sont les suivants. Tout d'abord, les gènes ac , sc et l'sc sont exprimés dans

des groupes de cellules ectodermiques avant que les précurseurs n'apparaissent. La distribution

de ces groupes est précise et reproductible. Elle préfigure le pattern des précurseurs et donc

celui des organes sensoriels. La taille des groupes varie d'un groupe à l'autre mais est

néanmoins très reproductible pour un même groupe. Cette expression en groupes est clairement

en accord avec l'idée de Stem qu'au départ plusieurs cellules ont la compétence à former un

organe sensoriel et que cette compétence est conférée par l'expression des gènes du CAS.

Ensuite, leur expression devient hétérogène: au sein du groupe compétent, une cellule exprime

les gènes du CAS beaucoup plus fortement que les autres. Cette cellule est le précurseur de

l'organe sensoriel et l'expression des gènes du CAS y est maintenue jusque peu avant qu'elle se

divise. Dans les cellules voisines, l'expression des gènes du CAS disparait assez rapidemment.

De plus, les patterns d'expression des gènes ac et sc sont identiques à tous les moments et

-21

-D

ID

pDC

aDC

pSA

microchètes

[Z^

EM

L8

L8

L8

I

pNP

aSA

PS

aPA+pPA

aNP

aSC+pSC

distal kb 80

V ac

T6 T5

H

> >

60

SC l’sc

T4 T3

1 <--- >— 40 20

-t-0

use

T8

^ t

-20 proximal —I ■ ■ -40

aDC, pDC

aNP, aPA

région ne comprenant pas de site de contrôle requis région incluêurt au moins un site de contrôle requis région qui fusionnée à lacZ dirige son expression dans les groupes proneuraux indiqués.

Figure 8: Analyse génétique du complexe achaete-scute:

localisation des sites de contrôle pour les macrochètes

individuelles (repris de la thèse de J. Van Helden).

Les limites des régions sont marquées par des lettres ou des chiffres correspondant à

l'abréviation des délétions ou duplications utilisées par Garcia-Bellido (15^9) pour

endroits où ils ont été examinés, ce tant au niveau des organes sensoriels de l'adulte que de ceux

de l'embryon ou au niveau du SNC. Par contre, l'expression de l'sc n'est détectée qu'au niveau

du SNC et à aucun moment au niveau des organes sensoriels (Hinz et al., 1994).

Le gène ase, quant à lui, a un pattern d'expression très différent: il est exprimé uniquement dans

les cellules précurseurs et pas dans les groupes de cellules compétentes (Brand et al., 1994).

3. Les régions régulatrices