L’inactivation du chromosome X

Abstract

Activation et inactivation des chromosomes X dans les cellules pluripotentes Les mammiferes femelles ont beau posseder deux chromosomes X, l’activite simultanee des deux n’est pas compatible avec la survie de l’individu. Ainsi, l’un des deux X est sous une forme inactive dans la tres grande majorite des cellules, et ce des le tout debut du developpement. Chez la souris, c’est le chromosome X qui vient du pere (Xp) qui est systematiquement inactive au cours des premieres divisions cellulaires [1-3]. Au moment de l’implantation cependant, alors que se separent les lignages embryonnaires et extra-embryonnaires, une transition importante se produit dans les cellules de la masse interne (ICM). En effet, dans ces cellules considerees comme pluripotentes par leur capacite a generer tous les tissus de l’embryon, le Xp est reactive et les deux chromosomes X sont maintenant actifs [1, 2, 11]. Les cellules souches embryonnaires (ES) femelles, derivees de l’ICM et pluripotentes elles aussi, maintiennent egalement leurs deux chromosomes X actifs. La differenciation de ces cellules pluripotentes in vitro, tout comme celle des cellules de l’ICM au cours du developpement, s’accompagne d’une vague d’inactivation aleatoire, qui concerne cette fois soit le Xp, soit le X maternel (Xm). Les cellules ES representent ainsi un modele de choix pour l’etude de l’inactivation aleatoire. Une fois mise en place, l’inactivation aleatoire est stable et heritee de maniere clonale au cours des divisions cellulaires, a l’exception des cellules de la lignee germinale dont le X se reactive avant l’entree en meiose. Xist, Tsix et la dynamique de l’inactivation de l’X au cours du developpement La dynamique de l’inactivation au cours du developpement suggere donc un lien inverse entre inactivation du X et pluripotence. En effet, la reversibilite de cette inactivation ne se produit qu’en deux occasions, toutes deux liees a l’apparition de cellules pluripotentes : dans l’ICM et dans les cellules germinales primordiales. De plus, la de-differenciation, ou reprogrammation, de cellules somatiques femelles en cellules pluripotentes, que ce soit par fusion avec des cellules pluripotentes, par transfert nucleaire ou plus recemment par transfert de genes codant pour des facteurs associes a la pluripotence (iPS, induced pluripotent stem cells), s’accompagne de la reactivation du X initialement inactif [4-6]. Pour comprendre les mecanismes moleculaires permettant de connecter pluripotence et inactivation, nous nous sommes interesses au gene controlant l’inactivation, Xist. Contrairement a la majorite des genes, Xist produit un ARN non-codant nucleaire qui recouvre le chromosome a partir duquel il est transcrit et l’eteint. Xist est essentiel a l’inactivation, et le processus ne peut avoir lieu que lorsque des niveaux eleves de Xist sont produits. De meme, la reactivation du Xp qui precede l’inactivation aleatoire necessite que la copie active de Xist sur le Xp soit reprimee. C’est egalement le cas pour les cellules ES, dans lesquelles la presence de deux chromosomes X actifs s’accompagne d’une repression importante de Xist. Comprendre la regulation de Xist est donc un enjeu primordial pour comprendre la regulation de l’inactivation et sa dynamique au cours du developpement embryonnaire. Bien que Tsix, un transcrit antisens a Xist [12], agisse en bloquant l’accumulation de transcrits Xist en cis, nous avons montre, en utilisant des cellules ES portant des mutations de Tsix, que ce transcrit ne joue pas de role direct dans la repression transcriptionnelle de Xist [7]. Restait alors a identifier les acteurs de cette repression, et c’est la que nous avons cherche un lien direct avec la pluripotence [8].