Équipe Laurent JOURNOT

L’empreinte génomique parentale est un mécanisme épigénétique de régulation des gènes qui limite l’expression d’un gène à un allèle en fonction de son origine parentale. L’empreinte génomique est essentielle au développement des mammifères. Elle cible environ 150 gènes chez les mammifères placentaires (euthériens) et moins d’une douzaine chez les marsupiaux (métathériens) ; elle n’affecte pas les mammifères ovipares (protothériens) et les autres clades (oiseaux, reptiles, amphibiens, poissons…).

Les mécanismes qui expliquent l’expression mono-allélique dépendant de l’origine parentale des gènes soumis à empreinte ont été étudiés en détail (Hanna & Kelsey, Heredity (Edinb), 2014 ; Ferguson-Smith, Nat Rev Genet, 2011). Un grand nombre de gènes soumis à empreinte sont regroupés dans un nombre limité de loci. La répression de l’un de leurs allèles parentaux est contrôlée par les régions de contrôle de l’empreinte (ICR), qui comprennent généralement une région différentiellement méthylée (DMR). La (dé)méthylation des DMR paternelles et maternelles régit l’expression ou la répression des gènes soums à empreinte voisins.

Les défauts d’empreinte à des loci définis entraînent différents syndromes aux phénotypes complexes : Silver-Russel, Angelman, Prader-Willi, Beckwith-Wiedemann et TNDM (Transient Neonatal Diabetes Mellitus). En outre, un certain nombre de gènes soumis à empreinte sont impliqués dans la formation de tumeurs en tant qu’oncogènes ou gènes suppresseurs de tumeurs.

Nous avons montré que les gènes soumis à empreinte appartiennent à un réseau de gènes corégulés que nous avons appelé le réseau des gènes soumis à empreinte (IGN) (Varrault et al., Dev. Cell, 2006). Nous avons ensuite découvert que l’IGN est régulé lors de la transition de la prolifération à la quiescence et à la différenciation pendant le retrait du cycle cellulaire des fibroblastes, l’adipogenèse in vitro et la régénération musculaire in vivo. L’IGN comprend également des gènes exprimés de façon bi-allélique, notamment des gènes contrôlant la composition de la matrice extracellulaire. Nos observations suggèrent que les gènes imprintés sont impliqués dans un processus biologique commun qui pourrait expliquer leurs rôles apparemment divers dans le développement embryonnaire, l’obésité, le diabète, la physiologie musculaire et les néoplasmes (Al Adhami et al., Genome Res., 2015).

Progéniteurs neuraux positifs à la nestine (vert) générés à partir de cellules souches embryonnaires uniparentales de souris exprimant le marqueur cortical Pax6 (rouge) et colorés au DAPI (bleu).