Comprendre l'organisation du tube neural
Le projet NEURAL TUBE NETWORK («Systematic analysis and modeling of the gene regulatory network underlying neural tube patterning») a été mis en place pour décrypter le réseau de régulation génétique (RRG) impliqué dans la structuration du tube neural. Pour leurs expériences de profilage transcriptionnel, les chercheurs ont utilisé des embryons de poulet. Le modelage du tube neural requiert l'expression de plusieurs types de facteurs de transcription (FT) et de molécules signal comme par exemple sonic hedgehog (Shh) pour générer des sous-types neuronaux fonctionnellement distincts. Le réseau de régulation génétique contrôlé par Shh est en effet l'un des principaux acteurs de ce processus car il détermine le destin de ces sous-classes neuronales. Les chercheurs ont effectué un séquençage à très haut débit de l'ARN (HTS, pour high throughput screening) des cellules du tube neural de poulet afin d'analyser leur transcriptome à différents moments critiques de cette voie de signalisation. Ils ont ainsi pu identifier les gènes exprimés de manière différentielle et validé leurs résultats par les données du nCounter de Nanostring Technologies, un système totalement automatisé de profilage de l'ARN et de l'ADN. Ils ont ensuite généré une banque de données spécifique des facteurs de transcription du poulet pour annoter les données du transcriptome ainsi obtenu. Les chercheurs ont ensuite comparé le profil d'expression des différents facteurs de transcription de plusieurs voies de signalisation altérées à des moments différents du processus. Ces travaux ont montré que l'expression d'une combinaison bien spécifique de facteurs de transcription était nécessaire pour générer des domaines progéniteurs neuronaux distincts (par exemple, p3 ou pMN) pendant le modelage du tube neural. Ces domaines, pMN qui donne naissance au motoneurone somatiques, et p3 qui génère les interneurones V3, sont parfaitement distincts dans la moelle épinière ventrale. Des travaux sont également en cours pour développer des approches informatiques permettant de modéliser le réseau de régulation génétique contrôlé par Shh et simuler la régulation des gènes par les facteurs de transcription pendant le modelage du tube neural ventral. Ces recherches ont montré que les facteurs de transcription du tube neural agissaient seuls ou en combinaison pour générer les différents profils d'expression génétiques des progéniteurs neuronaux en réponse aux différentes concentrations de Shh. La validation de ces résultats aura d'importantes implications pour la compréhension de la dynamique de la régulation génétique et son rôle dans le développement de la moelle épinière. Ils pourront également être extrapolés à d'autres tissus en développement et utilisés pour développer des techniques médicales innovantes dans le domaine des cellules souches, des os artificiels ou des greffes de peau.
Mots‑clés
Organisation du tube neural, moelle épinière, ingénierie tissulaire, médecine régénérative, cellule souche, facteur de transcription, Sonic hedgehog, réseau de régulation génétique, transcriptome, domaine progéniteur neuronal
