Pr

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Du transcriptome aux réseaux de régulation
transcriptionnelle
1ère partie explorations horizontales
29 avril 2003
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1) Inférence des réseaux de régulation
A. Utilisation des données de puces à ADN -
transcriptome
From Tavazoie S and Church GM (1999).
Systematic determination of genetic network
architecture, Nature Genetics, 22281-5.
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From Pilpel, Y., Sudarsanam, P., and Church, G.
M. (2001). Identifying regulatory networks by
combinatorial analysis of promoter elements, Nat
Genet 29, 153-9. .
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B. Utilisation des expériences de ChIP puces à
ADN
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From Lee and RA Young (2002). Transcriptional
regulatory networks in Saccharomyces cerevisiae,
Science 298, 799-804.
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C. Utilisation des données de puces à ADN
transcriptome et des expériences de ChIP puces
à ADN
SBF
MBF
From Simon and R.A. Young. (2001). Serial
regulation of transcriptional regulators in the
yeast cell cycle, Cell 106, 697-708.
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Les résultats connus précédemment
Les résultats acquis
La régulation transcriptionnelle des facteurs de
transcription impliqués dans le cycle cellulaire
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2) Modélisation des réseaux de régulation
From Milo and U. Alon. (2002). Network motifs
simple building blocks of complex networks,
Science 298, 824-7
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From Shen-Orr and U. Alon. (2002). Network
motifs in the transcriptional regulation network
of Escherichia coli, Nat Genet 31, 64-8.
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3) Étude expérimentale des réseaux de régulation
From Hoffmann and D. Baltimore. (2002). The
IkappaB-NF-kappaB signaling module temporal
control and selective gene activation, Science
298, 1241-5.
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Du transcriptome aux réseaux de régulation
transcriptionnelle
2de partie explorations verticales
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1) différents niveaux de régulation
transcriptionnelle
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From Fan, J. et al. (2002). Global analysis of
stress-regulated mRNA turnover by using cDNA
arrays, Proc Natl Acad Sci U S A 99, 10611-6.
From Wang, Y et al. (2002). Precision and
functional specificity in mRNA decay, Proc Natl
Acad Sci U S A 99, 5860-5 .
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Les petits ARNs messagers
From Gottesman, S. (2002). Stealth regulation
biological circuits with small RNA switches,
Genes Dev 16, 2829-42.
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2) la structure de la chromatine
From Struhl K. (1999). Fundamentally different
logic of gene regulation in eukaryotes and
prokaryotes, Cell 98, 1-4.
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LADN est compacté
Les activateurs fixent des éléments régulateurs
Les activateurs recrutent des complexes de
remodelage de la chromatine
Les activateurs recrutent des éléments du
complexe de transcription
Les activateurs stimulent lactivité du complexe
de transcription recruté
Daprèshttp//web.wi.mit.edu/young/pub/txinitappar
atus.html
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Prolifération Transformation
Myc
NTD
HDACs
CTD
Daprès Sakamuro Prendergast, Oncogene (1999),
18, 2949-54
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3) voies de signalisation boucles de
régulation
Ets1
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Thr
PD
Ser P
DBD
P
Net
ID
DBD
DBD
P
TA
ID
Ser P
DBD
TA
Activateur
Inhibiteur
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Ets1
P
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4) le caractère stochastique de lexpression des
gènes
Daprès http//www.medicine.man.ac.uk/esrg/jdavis.
htm
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From Norris, A. J., et al. (2003). Dynamic
patterns of growth hormone gene transcription in
individual living pituitary cells, Mol Endocrinol
17, 193-202.
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Un environnement cellulaire non idéalisé
Une petite boite de 100 nm de côté contient
450 protéines 30 ribosomes 50.000 ions
70 eau ..
Dans E Coli, 4000 gènes 100 gènes exprimés en
phase stationnaire 2000 molécules de RNA
polymérase dont 1300 engagées dans la
transcription Dans une bactérie, 1 nM une
molécule gt 80 de protéines lt 100 nM
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Du transcriptome aux réseaux de régulation
transcriptionnelle
quelques propositions
29 avril 2003
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- Garder à lesprit les ordres de grandeurs
physique pour létude des modules fonctionnels ou
des modules de régulation
Les expériences in vivo suggèrent quil faut
entre 30 secondes et une minute pour transcrire
un gène long dune kilobase. Cest la taille des
plus petits gènes. La transcription du gène
codant la dystrophine (2,4 M bases) nécessite 12h
Les complexes de remodelage de la chromatine
1-3 MDa. Un facteur de transcription 50 kD
..
- Isoler physiquement (par fractionnement) des
modules fonctionnels ou des éléments des modules
de régulation
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- caractériser les propriétés cinétiques et
fonctionnelles des modules de régulation mis en
évidence par la biologie moléculaire classique,
en associant modélisation et expérimentation.
- identifier les modules qui interviennent dans
un type cellulaire donné au cours dun processus
donné, grâce aux approches globales.
- définir la façon dont ces différents modules
interagissent, comment sarticulent entre eux
différents niveaux dorganisation dans le temps
et lespace.
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Quelques points de rencontre
E Coli, S Cerevisiae, C Elegans / lhomme
Expérimentation / Modélisation Approches
globales / approches locales
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