Résumé :

Le devenir de chaque cellule d’un organisme dépend du niveau d’expression des gènes et leurs dérèglements est la cause d’un grand nombre de pathologies. De ce fait, l’élément initial de cette expression dépend du mécanisme de régulation transcriptionnelle. Chez les Eucaryotes et dans les cellules d’un tissu donné, l’ARN polymérase II transcrit plusieurs milliers de gènes parmi les quelques 23 000 gènes contenus dans le génome. Le choix, ainsi que les niveaux d’expression des gènes, sont le résultat de la régulation de cette enzyme par une combinaison de facteurs de transcription. Généralement, ces évènements sont étudiés sur de larges populations de cellules, entrainant un échantillonnage et masquant donc d’éventuelles variations entre cellules d’un même ensemble fonctionnel. Des données récentes nous laissent entrevoir que la régulation de la transcription possède plusieurs nivaux de contrôle. Les différents modes de régulation peuvent ainsi entrainer des variations importantes, de cellule à cellule ou dans le temps à l’intérieur d’une même cellule, jouant certainement un rôle dans le mécanisme même d’action de ces gênes cibles.

Ici, nous voulons étudier la régulation d’un gène unique et ceci dans une cellule vivante de sorte à mesurer ses fluctuations et ainsi disséquer les éléments impliqués dans sa régulation.

Pour étudier la transcription en temps réel et dans une cellule unique, un locus (substrat de la réaction) doit être visualisable de même que le pré-ARN messager qui y est produit. Un locus chromatinien particulier peut être marqué via l’interaction spécifique du répresseur lactose fluorescent (LacI-XFP) avec son opérateur (LacO) intégré dans le génome. De la même manière, des molécules uniques d’ARN messagers sont visualisables grâce à la liaison de la protéine de capside du bactériophage MS2 fluorescente (MS2cp-XFP) et la séquence ARN issue du génome phagique (MS2bs).

Au cours de ce stage, en utilisant les avantages du système de recombinaison dirigée Flipase/FRT, nous avons développé des outils permettant de créer facilement des lignées cellulaires possédant un gène d'intérêt en copie unique visualisable par microscopie à l’aide répétition de l’opérateur LacO et dont l’activité est suivie grâce au système MS2. Nous démontrons que ce système cellulaire est suffisamment versatile pour permettre la dissection d’éléments régulateurs dans un contexte chromatinien isogénique qui nous permettra d’adresser des questions qui jusqu’alors auraient nécessité la mise en place de modèles cellulaires transgéniques très lourds a mettre en œuvre. En perspective nous discuterons de l’intérêt de l’étude du mode de régulation du gène c-Fos que nous avons entrepris.