Lors du développement embryonnaire, les cellules doivent répondre à une multitude de signaux nécessaires au développement ordonné des différentes structures de l'embryon. Notre recherche vise spécifiquement à définir le rôle de différents intermédiaires de la voie ERK/MAPK dans ce processus biologique ainsi que celui du proto-oncogène N-myc. 

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RÔLE DE LA VOIE DE SIGNALISATION ERK/MAP KINASE LORS DU DÉVELOPPEMENT EMBRYONNAIRE.

MEK1 (MAP2K1) et MEK2 (MAP2K2) sont deux protéines kinases responsables de l'activation des MAPKs, ERK1 et ERK2, des sérine/thréonine kinases de la voie de signalisation ERK/MAP kinase. Bien que plusieurs cascades de signalisation de type MAP kinase soient connues, l'activité de MEK1 et MEK2 est restreinte à la cascade ERK/MAP kinase. Cette voie est impliquée dans la détermination cellulaire chez plusieurs espèces. Alors qu'une seule protéine MEK remplit ce rôle chez la nématode et la drosophile, deux MEKs existent chez les mammifères, suggérant une redondance fonctionnelle de MEK1 et MEK2 chez ces derniers. Toutefois, nos travaux basés sur une approche de génétique fonctionnelle nous ont mené à poser l'hypothèse que MEK1 et MEK2 ont des fonctions physiologiques différentes. En effet, l'inactivation du gèneMek1 chez la souris a révélé son rôle essentiel lors de l'embryogenèse. Les embryons Mek1^-/- meurent vers le 10.5^e jour de gestation suite à un sous-développement de la région du labyrinthe et à l'absence de vascularisation du labyrinthe, suggérant un problème de vascularisation. Puisque l'expression deMek2 est normale chez les embryons Mek1^-/-, il appert que la kinase MEK1 est essentielle à la transmission de signaux impliqués dans la vascularisation du placenta. Une caractérisation approfondie du phénotype a montré que la mutation affectait spécifiquement les structures extra-embryonnaires du placenta. Par contre, aucun phénotype évident n'a été observé chez les embryons Mek1^-/- suggérant que MEK2 pourrait compenser pour l'absence de MEK1 dans la réponse aux signaux inductifs dans l'embryon. Les souris Mek2^-/-ne présentent aucun phénotype évident suggérant que MEK1 pourrait compenser pour l'absence de MEK2. Afin de caractériser la redondance fonctionnelle entre les gènes Mek1 et Mek2, nous avons généré des animaux porteurs des deux mutations. La survie des individus doubles hétérozygotes (Mek1^+/-;Mek2^+/-) est perturbée suggérant un effet de dosage de gènes. La caractérisation du phénotype des animaux double hétérozygotes est en cours.
Finalement afin de définir la spécificité d'action de MEK1 et de MEK2 lors du développement du placenta et de l'embryon, nous avons entrepris:

i) Le "knock-in" des séquences codantes de Mek2 dans le locus Mek1.
ii) L'inactivation de la protéine d'échafaudage MP1 (MEK partner 1). MP1 lie spécifiquement MEK1 et faciliterait l'activation d'ERK1. Elle pourrait être impliquée dans l'activation d'éléments précis de la voie ERK/MAP kinase pouvant mener à une réponse biologique définie.
iii) L'inactivation de Mek1 et Mek2 dans différents tissus embryonnaires et adultes.

ANALYSE DES MÉCANISMES DE RÉGULATION TRANSCRIPTIONNELLE DU PROTO-ONCOGÈNE N-myc.

De nombreux gènes ont été décrits comme étant essentiels à l'initiation et/ou à la progression du processus de tumorigenèse. Parmi ces gènes, on retrouve le proto-oncogène N-myc qui est associé à diverses tumeurs incluant le neuroblastome, le rétinoblastome et les carcinome pulmonaire à petites cellules. Bien que dans plusieurs cas, l'amplification du gène N-myc soit la cause identifiée pour la formation de tumeurs, il existe certaines situations où l'amplification de N-myc n'est pas à l'origine de la dérégulation de son expression. Nous étudions les éléments régulateurs nécessaires à l'expression spatio-temporelle du gène N-myc au cours de l'embryogenèse chez la souris dans le but d'identifier les facteurs transcriptionnels impliqués et de définir les mécanismes moléculaires responsables de l'expression restreinte de N-myc dans l'embryon. Une approche de transgenèse est utilisée et des souris transgéniques porteuses de divers vecteurs N-myc/lacZ sont générées pour déterminer les éléments de séquence requis pour reconstituer le patron endogène d'expression de N-myc. Déjà, nous avons identifié dans le gène N-myc trois séquences activatrices pouvant diriger l'expression dans les arcs branchiaux, les somites et les bourgeons des membres. 
Afin de définir les mécanismes moléculaires responsables de la régulation du gène N-myc, nous avons entrepris de:

i) Définir les séquences minimales responsable de l'expression dans les arcs branchiaux, les somites et les bourgeons des membres.
ii) Identifier les facteurs transcriptionnels impliqués.
iii) Vérifier la contribution de ces différents éléments de régulation dans le contexte du gène N-myc endogène. 

Julie Plante
M. Sc.
Assistante de recherche
julie.plante@crhdq.ulaval.ca

Marcelle Carter
M. Sc.
Assistante de recherche de l'unité de transgenèse

Valérie Nadeau
B.Sc.
Étudiante 3^e cycle
valerie.nadeau.3@ulaval.ca

Rifdat Aoidi
M.Sc.
Étudiante 3^e cycle
rifdat.aoidi.1@ulaval.ca

Simon-Pierre Fortier-Beaulieu
B.Sc.
Étudiant 2^e cycle
simon-pierre.fortier-beaulieu.1@ulaval.ca

Laurent Beuret
Ph.D.
Stagiaire post-doctoral
Laurent.Beuret.1@ulaval.ca