Régulation spatio-temporelle de l'expression des gènes dans la gonade : identification de séquences promotrices fonctionnelles in vivo

Spatio-temporal regulation of gene expression in the gonad : identification of functional promoter sequences in vivo

• Auteur / Autrice : Aude Gautier
• Direction : Jean-Jacques Lareyre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Vie-Agro-Santé (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université européenne de Bretagne (2007-2016)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Danio rerio

Oryzias latipes

Transgénose

Gonades

Transcription génétique

Résumé

La régulation de la spermatogenèse repose sur l’action coordonnée de facteurs paracrines aux profils d’expression délimités dans l’espace et le temps. Pour mieux comprendre les mécanismes responsables de la spécificité cellulaire d'expression de gènes d’intérêt dans la gonade mâle, nous avons mis en œuvre une approche fonctionnelle d’activité promotrice in vivo par transgenèse. Les régions 5’ flanquantes de 2 kb de gènes exprimés spécifiquement dans la gonade ont été clonées à partir du génome du zebrafish (Danio rerio) et insérées en amont du gène rapporteur GFP (green fluorescent protein). Les lignées transgéniques obtenues montrent que les promoteurs proximaux des gènes gsdf (gonadal soma derived factor), fshr (follicle stimulating hormone receptor) et amhrII (anti-Müllerian hormone receptor II) sont suffisants pour cibler une expression forte du transgène dans les cellules de Sertoli. De même, les promoteurs des gènes vasa et sycp1 (synaptonemal complex protein 1) suffisent pour cibler les cellules germinales. L’analyse in silico des promoteurs proximaux des gènes sertoliens testés révèle des motifs conservés au cours de l’évolution et parfois partagés entre ces gènes. Cependant, ces promoteurs placés dans un contexte hétérologue, chez le médaka (Oryzias latipes), ne génèrent pas d’expression efficace du transgène. Les interactions entre les éléments de régulation trans et/ou cis pourraient donc ne pas être conservées chez les téléostéens. Outre l’intérêt de ces travaux pour l’étude de la régulation des gènes dans la gonade, les lignées transgéniques exprimant la GFP sont des modèles uniques pour le suivi et la caractérisation de lignages cellulaires dans la gonade.

Regulation of spermatogenesis relies on the coordinated action of paracrine factors showing distinct and highly restricted spatio-temporal expression patterns. In order to better understand the mechanisms responsible for cell-specific gene expression in the male gonad, we have carried out a functional approach to assess promoter activity in vivo by transgenesis. The 2kb-long 5’ flanking regions of genes specifically expressed in the gonad were cloned from zebrafish (Danio rerio) genome and inserted upstream the GFP (green fluorescent protein) reporter gene. Transgenic zebrafish lines were produced and we showed that the proximal promoters of gsdf (gonadal soma derived factor), fshr (follicle stimulating hormone receptor) and amhrII (anti-Müllerian hormone receptor II) were sufficient to target high expression levels of the transgene in Sertoli cells. Similarly, the promoters of vasa and sycp1 (synaptonemal complex protein 1) genes were sufficient to target distinct germ cell populations. In silico analysis of Sertoli-specific proximal promoters revealed evolutionarily conserved cis DNA motifs, some of them being shared between promoters. However, when these promoters were placed in a heterologous context, in medaka (Oryzias latipes), they did not generate an efficient expression of the transgene. This suggests that the interactions between trans and/or cis regulatory elements could not be conserved in Teleost. Endly, the GFP expressing transgenic lines will be valuable models to follow and characterize gonadal cell lineages.