Caractérisations génomique et fonctionnelle des gènes bovins ST6Gal II et fut7 : implications dans la réponse inflammatoire

Genomic and functional characterization of ST6Gal II and fut7 bovine genes : involvement in the inflammatory response

• Auteur / Autrice : Benoît Laporte
• Direction : Jean-Michel Petit
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie-Sciences-Santé. Spécialité Biologie animale
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transferases

Médiateurs de l'inflammation

Inflammation

Bétail -- Ressources génétiques

Code génétique

Génétique moléculaire

Bovins

Mots clés libres

Sialyltransférase

ST6Gal II

Fucosyltransférase

Fut7

Résumé

De par leur localisation en périphérie des chaînes glycanniques, les acides sialiques sont impliqués dans de nombreux types d’interactions et de fonctions physiologiques. Leur transfert est assuré par une famille d’enzymes : les sialyltransférases. Nous décrivons ici le clonage et l’analyse fonctionnelle d’un deuxième gène bovin codant une β-galactoside-α2,6- sialyltransférase, bST6Gal II. Ce gène a une structure très proche de celles de ses homologues humain et murin, à savoir un découpage de la région codante en cinq exons. La sialyltransférase qu’il code utilise préférentiellement les oligosaccharides libres comme substrats accepteurs et son affinité pour le LacdiNAc est supérieure à celle qu’elle a pour le LacNAc. Le gène bST6Gal II a un profil d’expression tissulaire assez restreint et est principalement retrouvé au niveau du cerveau, du poumon, de la rate, du colon et de la glande mammaire. Trois transcrits ont été identifiés, l’un étant retrouvé dans tous les tissus où le gène s’exprime, les deux autres étant spécifiques du cerveau. Par ailleurs, nous démontrons que bST6Gal II est surexprimé in vitro dans des cellules épithéliales de glande mammaire stimulées par de l’IL-6. Ce gène jouerait donc un rôle au cours de la réponse inflammatoire, ce qui devra être confirmé in vivo. Parallèlement à cela, nous avons identifié la fucosyltransférase bovine responsable de la biosynthèse de l’antigène Sialyl-Lewisx. Cette enzyme, FUT7b, est une α1,3- fucosyltransférase stricte qui utilise uniquement les oligosaccharides de type II sialylés comme substrat accepteur. Le gène qui la code présente 80% d’identité avec son homologue humain et est constitué de deux exons. Fut7b s’exprime principalement dans les organes lymphoïdes tels que le thymus et la rate mais a également été retrouvé dans le foie et de façon surprenante dans le poumon. Enfin, alors que le gène humain est très peu polymorphe, nous avons identifié dans un faible panel d’animaux 3 SNPs faux sens dont l’un d’entre eux, situé dans la séquence codant le domaine catalytique, pourrait inactiver l’enzyme.

Because of their position at the very end of glycan chains, sialic acids are involved in many types of interactions and physiological functions. Their transfer is catalyzed by a family of enzyme named sialyltransferases. We describe here the molecular cloning and the functional analysis of a second bovine gene encoding a β-galactoside-α2,6-sialyltransférase, bSTGal II. The gene’s shape is very similar to its human and mouse counterparts, and is made of five coding exons. The encoded sialyltransferase use preferentially free oligosaccharides and has a better affinity for LacdiNAc than for LacNAc. BST6Gal II gene expression pattern is quiet restrictive and the gene is mainly expressed in brain, lung, spleen, colon and mammary gland. Among the three identified transcripts, one is found in all the tissues expressing the gene while the two others are brain specific. In addition, we demonstrate that bST6Gal II is upregulated in mammary epithelial cells during an IL-6 treatment. Thus, the gene should be involved in the inflammatory response but this result has to be confirmed in vivo. Concurrently, we have identified the bovine fucosyltransferase that is responsible of the Sialyl-Lewisx biosynthesis. This enzyme, FUT7b, is a strict α1,3-fucosyltransferase that only uses sialylated type II oligosaccharides. The gene presents 80% of identity with its human counterpart and is constituted by two exons. Fut7b is mainly expressed in lymphoid tissues such as thymus and spleen but was also detected in liver and surprisingly in lung. Finally, while the human gene has little polymorphism, we identified in a weak panel of cattles 3 missense SNPs and one of them, located in the catalytic domain coding region, could inactivate the enzyme.