Caractérisation fonctionnelle de nouveaux facteurs trans impliqués dans le processus d'inactivation du chromosome X murin
Institution:
Paris 7Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
In mammals, each cell of the female contains two X chromosomes and hence, potentially a double dose of ail X-linked genes when compared to XY males, who carry a single X chromosome. X-inactivation is the mechanism that ensures the dosage-compensation of X-linked gene products between the two sexes. X-inactivation is under the control of a specific region of the X chromosome, the X inactivation center (Xic), which contains the Xist gene encoding a large noncoding RNA transcript whose upregulation is critical to the initiation of X-inactivation. As an approach to the identification of some of the potential molecular players in this process we have performed comparative transcriptional profiling of mouse 6. 5 dpc (days post-coïtum) female and male embryos using a modified SAGE (Serial analysis of gene expression) technique which allows the analysis of small quantifies of biological material. At 6. 5 dpc, a moment when random X-inactivation of embryonic tissues has just been achieved, some two hundred transcripts that were significantly enriched in the female gastrula compared to its male counterpart could be identified. The validation of an association with the X-inactivation process of a subset of these transcripts has been studied, ex vivo, in differentiating female and male ES cells and in female ES cells. We identified the Eif1 gene involved in translation initiation and RNA degradation. We show here that female embryonic stem cell lines, silenced by RNA interference for the Eif1 gene, are unable to form Xist RNA domains upon differentiation and fail to undergo X-inactivation. To probe further an effect involving RNA degradation pathways, the inhibition by RNA interference of Rent1, a factor essentiel for nonsense-mediated decay and Exosc1O, a specific nuclear component of the exosome, was analysed and shown to similarly impair Xist upregulation and XCI. Inhibition of the function of one or other of these genes leads to a failure of the female cells to undergo X inactivation, suggesting that post-transcriptional nuclear mRNA degradation pathway(s) are essential for the regulation of Xist RNA metabolism and X chromosome inactivation process.
Abstract FR:
Chez les mammifères, la compensation de dose du produit des gènes liés au chromosome X entre les sexes est assurée par l'extinction transcriptionnelle de la plupart des gènes de l'un des deux chromosomes X, au hasard, chez la femelle. Le gène Xist (X-inactive specific transcript), localisé dans le Xic (X-inactivation center) et essentiel à l'initiation de cette inactivation en c/s, produit un grand ARN non codant couvrant entièrement le chromosome X inactif dans les tissus somatiques femelles. La recherche systématique de nouveaux gènes impliqués dans le processus d'inactivation du chromosome X par SAGE, en comparant les transcriptomes d'embryons murins mâles et femelles de 6,5 jpc (jours post-coïtum), a permis de mettre en évidence 214 gènes surexprimés dans les embryons femelles. L'inactivation est établie lors de l'embryogenèse précoce, dans les cellules de la masse cellulaire interne. Les cellules embryonnaires souches (ES) qui en sont dérivées récapitulent, lors de leur différenciation in vitro, toutes les étapes de ce processus. Dans ce travail de thèse, nous avons validé ex vivo une soixantaine de gènes, surexprimés dans les embryons femelles, dans des cellules ES mâles et femelles. La mise en place de la technique d'ARN interférence dans notre système modèle, a permis l'étude fonctionnelle de certains de ces candidats. La génération de clones de cellules ES stablement interfères, a mis en évidence qu'une ou plusieurs voies de dégradation (NMD, exosome) des ARN, via les gènes Eif1, Rent1 et Exosc1O, sont impliquées dans la régulation du gène Xist et dans la mise en place du processus d'inactivation du chromosome X.