Janvier 2003 - Inra

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Janvier 2003 n°202 Tous mes v?ux pour la nouvelle année.
Ce bulletin est volontairement généraliste. Il essaye d'attirer
l'attention sur des données pouvant avoir un impact en biotechnologie,
surtout appliquées aux productions agricoles, à leur transformation et à
l'environnement. Il abandonne généralement les sujets, souvent importants,
traités dans votre quotidien habituel ou la presse hebdomadaire,
scientifique ou non. Il ne peut, du fait de sa relative généralité et de
son unique rédacteur un peu gâteux, entrer en compétition avec ces
derniers.
Je présente d'avance mes excuses auprès des lecteurs pour les erreurs se
glissant inévitablement dans mes analyses, et les choix peut-être pas
toujours pertinents. Je lis, d'ailleurs, avec intérêt les commentaires ou
critiques qui me sont communiqués. Je m'efforce de parcourir un grand
nombre de publications de nature très diverses, comme vous pouvez le
constater, mais l'accès n'en est pas toujours facile dans ces temps
d'inflation des prix d'abonnements. Je cherche à commenter des articles
quand ils arrivent dans les bibliothèques et ne fais pas la course à
l'Internet, bien que j'aie la chance de pouvoir en disposer.
Etant obligé de limiter la diffusion initiale du document-papier pour des
raisons pratiques, j'encourage une distribution plus large par les
destinataires. Nous essayons de rendre la version Internet plus accessible,
compte tenu de son volume non négligeable.
Des délais de parution ont pu être constatés l'année passée. Ils sont dus
à des difficultés techniques. Elles devraient disparaître à partir du mois
de mars. Un système d'alerte de la parution du bulletin a été mis en place
ces derniers mois. Profitez-en.
André BERKALOFF
e-mail : andre.berkaloff@igmors.u-psud.fr Concepts et Techniques
1. Le groupement de gènes non homologues, mais co-exprimés, peut concerner
un grand nombre de gènes chez la Drosophile. AM Boutanaev et al.; Nature
420 (19-26DEC02) 666-669. Ces auteurs russes ont identifié 1661 gènes
spécifiques du testicule dont un tiers sont groupés sur les chromosomes.
Ils expliquent la co-expression par l'appartenance à un même domaine
chromatinien.
On savait déjà que les gènes du rythme circadien sont regroupés chez la
Drosophile. Les auteurs ont alors exploré le génome sur ce point et
constaté que cela a l'air d'un fait général. On l'a retrouvé chez
Caenorhabditis et chez l'homme, alors que chez la levure ce sont tout au
plus des paires de gènes qui sont concernés. Ceci indique une influence
disymétrique de la chromatine et des facteurs de transcription sur le
niveau de transcription, inversé entre la levure et les eucaryotes dits
supérieurs.
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2. On trouvera dans R Pollock et al.; Current Opinion in Biotechnology 13
(OCT02) 459-467, une revue sur la régulation de l'expression génique par
dimérisation de facteurs de transcription. Elle est tournée vers
l'utilisation de petites molécules pharmacologiques permettant de jouer sur
cette dimérisation. La revue insiste sur les systèmes dérivant de
l'utilisation de la rapamycine. Elle analyse également les développements
basés sur FK506, la dexaméthasone et le méthotrexate.
( (( (( (( (( (
3. La revue de SY Corbel et al.; Current Opinion in Biotechnology 13
(OCT02) 448-452, fait le point sur les systèmes de régulation de
l'expression génique par la tétracycline, dix ans après la première
démonstration par Gossen et Bujard (M Gossen et al.; Proceedings of the
National Academy of Sciences USA 89(15JUN92):5547-5551).
De nombreuses adaptations du système ont été explorées et les performances
en ont été sérieusement améliorées. L'utilisation du système n'est plus
limitée aux cellules immortalisées et aux animaux transgéniques qui en
dérivent. La revue est surtout centrée sur les obstacles rencontrés lors du
ciblage des composants vers les cellules où on veut qu'il fonctionne. Elle
traite également de systèmes conceptuellement semblables mais avec d'autres
antibiotiques associés à d'autres facteurs de transcription. C'est
notamment le cas de l'utilisation de macrolides par le groupe de
Fussenegger (W Weber et al. Nature Biotechnology 20 (AUG02) 901-907).
On sait que le système tet comprend trois composants, le modulateur de
transcription, le promoteur sensible à la tétracycline et un antibiotique
de cette famille. Le modulateur comprend le répresseur procaryotique tetR,
qui assure la fonction de fixation tet-dépendante sur l'ADN, fusionné avec
un domaine activateur ou répresseur transcriptionnels. Ces domaines peuvent
être modifiés à volonté pour obtenir une action adéquate.
Le promoteur tétracycline-sensible est monté avec 7 exemplaires en tandem
de la séquence reconnue par tetR (tetO) en amont d'une séquence classique
TATA simplifiée (pour le positionnement de l'appareil de transcription). On
utilise usuellement une séquence d'initiation de la transcription provenant
du promoteur précoce du cytomégalovirus (CMV). On n'a pas réussi à
améliorer cette combinaison tetO7-CMV, et c'est toujours la combinaison
initiale qui est utilisée. L'antibiotique utilisé est le plus souvent la
doxycyline, car elle est capable de franchir la barrière placentaire, ce
qui offre un avantage pour l'étude du développement des mammifères et la
barrière hémato-méningée. De plus elle a une forte affinité pour toutes les
séquences modifiées de tetR.
( (( (( (( (( ( 4. Une revue de P Brazhnik et al.; Trends in Biotechnology 20 (NOV02) 467-
471, analyse les techniques d'analyse des réseaux de signaux, comme on peut
les extraire des profils de transcription issus des réseaux d'expression,
mais surtout de données expérimentales. Le but des auteurs est de déduire
les fonctions de gènes de ces analyses. C'est un peu cette folie devant les
millions de données qui nous submergent, alors que l'approche
réductionniste à la base de la plupart de nos connaissances en "biologie
moléculaire"( un facteur variant à la fois, pas plus) s'avère maintenant
désespérante.
Les profils de transcription dans une grande variété de conditions
deviennent pain quotidien du chercheur (voir http://www.gene-chips.com) et,
comme les coûts baissent régulièrement, ils apportent encore plus de
données; il faut bien tirer parti de cette évolution en essayant de ne pas
perdre ce que l'on pourrait en tirer. C'est l'objet de la revue.
Il a bien fallu, par ailleurs, sortir un peu du dogme selon lequel les
gènes gouvernent tout dans la cellule. Les produits, lâchés dans la
cellule, ont leur propre comportement jusqu'à leur destruction. Il existe
des boucles de régulation en retour (produit sur l'expression des gènes, et
sur les étapes intermédiaires), en somme une voie "démocratique" selon les
auteurs. Ce sont les régulations qu'on nous a enseignées.
La méthode réductionniste a permis d'établir l'existence de voies
métaboliques ou de signaux. Ces voies n'existent pas isolément, et sont
placées dans un contexte cellulaire évolutif. Ce qui fait que globalement
on peut estimer qu'une voie isolée n'a pas d'intérêt biologique(!!!). On a
donc toujours admis l'existence de réseaux en examinant les modifications
de l'expression de gènes quand celle de l'un d'entre eux est modulée. Tout
dépend de ce que l'on peut techniquement observer.
Le seul examen des niveaux d'expressions liées est donc, et on l'admet
volontiers, une simplification. Il représente une photographie à gros grain
des interactions géniques à un instant et dans des conditions données. Les
auteurs suggèrent que l'on pourrait remplacer bien des discours par des
graphiques résumant simplement les nombreuses interactions qu'on peut
révéler et remplacer les annotations génomiques.
On pourrait établir combien de gènes régulateurs sont présents dans un
génome, et combien d'interactions a, en moyenne, un gène donné avec
d'autres. On pourrait, au passage, examiner les causes de la robustesse de
l'expression d'un génome. On sait, en effet, qu'on peut supprimer 40% des
gènes de la levure sans affecter de façon évidente, les phénotypes
cellulaire. C'est incontestablement le produit d'une sélection du
"système".
( (( (( (( (( ( 5. P Sazani et al.; Current Opinion in Biotechnology 13 (OCT02) 468-472
analysent les possibilités de modulation de l'expression génique par des
oligonucléotides antisens. Ils sont actuellement exprimés souvent par
transcription de vecteurs viraux. L'avantage est de pouvoir cibler plus ou
moins étroitement leur action en jouant sur leurs séquences et sur le
ciblage du vecteur. Leur désavantage est que, sous leur forme naturelle,
ils sont biologiquement instables et des modifications et des vecteurs
adaptés sont nécessaires pour obtenir un effet plus durable. Ils illustrent
leur propos avec l'exemple 'in-vitro) du basculement de la fonction anti-
apoptotique de Bcl-X et proapoptotique (dans des cellules cancéreuses). In
vivo on les a utilisés pour modifier le développement du poisson zèbre, et
plus récemment dans des essais cliniques chez l'homme. Des dérivés des
snRNAs ont été utilisés pour limiter les mauvais épissages ou pour corriger
des exons entiers par épissage en trans.
( (( (( (( (( (
6. Il existe deux variants du FGFR2 (Fibroblast Growth Factor Receptor 2)