Académie royale de Médecine de Belgique

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Résumé Guy Rousseau

(Séance du 26 janvier 1991)

LE CONTRÔLE DE LA SYNTHÈSE DE L'HORMONE DE CROISSANCE,   PARADIGME DE LA SPÉCIFICITÉ TISSULAIRE ET DE LA RÉGULATION HORMONALE DE L'EXPRESSION DES GÈNES

par G. ROUSSEAU, invité

Chez l'adulte normal, la seule source connue d'hormone de croissance est la cellule somatotrophe de l'adénohypophyse. La transcription du gène codant pour cette protéine est stimulée par certaines hormones, dont les glucocorticoïdes, et est inhibée par d'autres, dont les hormones thyroïdiennes. Le gène de l'hormone de croissance offre donc un modèle d'étude du contrôle de l'expression génique par les facteurs tissulaires et par les hormones à action nucléaire. Des expériences de transfection ont montré que ces deux types de contrôle s'exercent en grande partie sur la partie proximale (300 nucléotides) de la région promotrice du gène de l'hormone de croissance.

Nous avons recherché quelles étaient les protéines régulatrices qui interagissent avec cette portion d'ADN. Un premier type de techniques (empreintes à la désoxyribonucléase, retardement sur gel, interférence de méthylation) consiste à rechercher les séquences nucléotidiques reconnues in vitro par des protéines présentes dans des extraits nucléaires, soit de cellules extra-hypophysaires (protéines dites ubiquistes), soit de cellules hypophysaires (protéines dites facteurs tissulaires). Une deuxième approche, fonctionnelle, vise à déterminer le rôle de ces facteurs sur l'activité du promoteur du gène. A cette fin, la région promotrice intacte ou privée d'une ou plusieurs séquences reconnues par les protéines régulatrices est clonée en amont d'un gène rapporteur dont le produit est ensuite mesuré in vitro (transcription acellulaire) ou in vivo (transfection de cellules en culture).

Trois types de facteurs ainsi que leur cible sur l'ADN ont été identifiés. D'une part, des facteurs ubiquistes (Sp1, USF, NF-1 et AP-2) contrôlent l'expression de base du gène de l'hormone de croissance. Certains de ces facteurs peuvent stimuler la transcription du gène à partir d'un promoteur supplémentaire situé en amont et dont le rôle reste à élucider. D'autre part, des récepteurs hormonaux nucléaires rendent compte de l'effet des hormones glucocorticoïdes et thyroïdiennes. Enfin, la spécificité tissulaire d'expression est attribuée à un facteur hypophysaire appelé Pit-1 qui se lie à un motif octamérique juste en amont du site d'initiation de la transcription. Le clonage, par d'autres, de ce facteur a révélé une caractéristique inattendue. Sa séquence en acides aminés contient en effet un domaine dit "homeo" décrit antérieurement dans les protéines du développement codées par les gènes homéotiques de la drosophile. De plus, la comparaison de Pit-1 avec les facteurs activateurs de la transcription à cible d'ADN octamérique Oct et Unc a montré que ces protéines partagent un deuxième domaine appelé "POU". Les protéines "POU-homeo" constituent ainsi une nouvelle famille de plus d'une dizaine de membres, dont certains sont impliqués dans le développement du système neuro-endocrine. Au cours de l'ontogénie, le facteur Pit-1, dont l'inactivité rend compte d'une forme de nanisme chez la souris, participerait en fait à la différenciation des cellules somatotrophes et lactotrophes.

Toutes ces recherches démontrent que l'étude de l'expression d'un gène particulier peut ouvrir des perspectives nouvelles, non seulement dans le domaine du contrôle basal et hormonal de l'expression génique, mais aussi dans celui de l'organogenèse.