Diapositive 1

1
Évolution génomique des gènes Hox
D. Lemons and W. McGinnis, 2006.
Présenté par KIDE SAIKOU Oumar et GUELMAMI Anis
2
Introduction
Les gènes Hox jouent un rôle essentiel dans la
mise en place de la diversité morphologique au
cours du développement embryonnaire. Dabord
identifiés chez la drosophile, les gènes Hox
lont ensuite été chez tous les métazoaires où
leur présence a été recherchée.
3
Laxe antéropostérieur chez les Bilatériens La
symétrie bilatérale résulte de l'intersection de
deux axes. Ces axes sont l'axe Antéro-Postérieur
(AP) et l'axe Dorso-Ventral (DV)
Ces axes ne sont pas des axes de symétrie mais
ils définissent l'orientation de l'embryon et
donc ses axes de symétrie
P
M. Leveugle, 2004
Laxe AP seul donnerait une structure de type
radiale
4
Les Gènes Hox
Il y a une régionalisation et une segmentation le
long de cet axe antéropostérieur (AP)
Elle est contrôlée par un groupe de facteurs de
transcription les gènes Hox
Les gènes Hox sont rangés en groupes appelés
clusters au sein des chromosomes
La famille des gènes Hox contrôlent la
morphologie axiale chez tous les Bilatériens
5
Principe de colinéarité Larrangement des gènes
Hox au niveau de la séquence reflète 1)
Lordre dexpression pendant le développement
(temporelle) 2) La limite antérieure de leur
domaine dexpression le long de laxe AP
(spatiale)
Les gènes sexpriment à des endroits différents,
parfois chevauchés, de laxe AP
6
Expression des gènes Hox et diversité
morpho-anatomique
Certains Cnidaire présentent une symétrie
bilatérale comme lanémones Nematostella
vectensis qui possède aussi au moins 3 homologues
des gènes Hox
Nematostella vectensis
Donc, la bilatéralité pourrait avoir existé chez
l'ancêtre commun aux Bilatériens et aux Cnidaires
lui-même possédant des gènes homologues aux gènes
Hox
7
La duplication et le nombre des gènes Hox a
probablement joué un rôle important dans la
diversification morpho-anatomique des Bilatériens
Chez les Deuterostomiens
Mammifère
Céphalochordé
Mus musculus
Branchiostoma floridae
1 cluster
4 clusters
Danio rerio
Takifugu rubripes
et les Téléostéens en possèdent 7
Grande diversité morpho-anatomique
Oryzias latpes
8
Même chose chez les Ecdysozoaires
Nématode
Arthropode
Drosophilia melanogaster
Caenorhabditis elegens
Nombre de gènes restreint perte considérable de
gènes Hox
Plus de gènes Hox avec un cluster partiellement
fragmenté
9
Dun autre coté, le fait que la variation dans le
nombre et lexpression colinéaire des gènes Hox
joue un rôle primordial dans la diversification
morpho-anatomique des animaux est une
simplification exagérée
Echinoderme
Urochordé
Oikopleura dioica
Strongylocentrotus purpuratus
Une seule expression des gènes Hox désordonnée
Gènes Hox dispersés et brouillés avec perte de
gènes homologues de la partie centrale
Par contre, ces organismes ont des structures
morpho-anatomiques assez complexes
10
Donc, la diversité morpholo-anatomique chez les
Bilatériens pourrait dépendre dautres gènes
régulateurs qui ressemblent aux gènes Hox dans
leur pouvoir à diversifier les structures mais
qui nont pas été encore identifiés
11
Autres facteurs intervenant dans lexpression des
gènes Hox
Les différentes études concernant les gènes Hox
ont révélé lexistence de plusieurs ARN
non-codant liés à ces clusters

• Et ceci a permis de mettre en évidence le rôle
  que pourraient jouer ces ARN lors de lexpression
  de gènes au cours du développement embryonnaire
  le long de laxe AP.

ainsi la modification de leurs domaines
d'expression, ou le gain et la perte de sites
demplacements de ces ARN, pourraient influencer
des fonctions morphologiques des protéines
dépendantes de gènes Hox

• Il existerait aussi un lien entre le site de
  fixation de certaines protéines chromatiniennes
  et lexpression des gènes Hox au sein du génome.
  Celles-ci pourraient influer sur la régulation
  des gènes.

12
Conclusions

• Les gènes Hox jouent un rôle important dans la
  diversité morpho-anatomique des animaux.
• Les Bilatériens ainsi que les Cnidaires ont
  évolué à partir dun même ancêtre commun qui
  lui-même possédait probablement des gènes
  homologues aux gènes Hox.
• Le nombre et la position des gènes Hox jouent un
  rôle important dans leur expression au cours du
  développement, mais il y a aussi dautres
  facteurs qui entrent en jeu tels que les ARN
  non-codant au sein des clusters et les protéines
  chromatiniennes.
• Laugmentation du nombre danimaux dont le génome
  a été séquencé rend évident le fait quils nont
  pas tous conserver la colinéarité des gènes Hox.