Inserm actualités n° 45, octobre 1986

L’unité de recherche 277 de biologie moléculaire du gène
Directeur : Philippe Kourilsky

Les débuts du génie génétique
L’unité 277 de recherche de l’Inserm (UA 535 du CNRS), à l’Institut Pasteur, tire ses origines d’un petit groupe de chercheurs qui bourgeonna hors du laboratoire du professeur François Gros en 1975. Des travaux antérieurs sur les bactériophages avaient prédisposé le groupe à développer et à utiliser les vecteurs nécessaires au clonage de gènes par génie génétique, ce à quoi il se consacra à partir de 1974. Très vite, des développements méthodologiques — souvent effectués en collaboration avec d’autres groupes — permirent d’isoler, par clonage, des gènes eucaryotes. Ce furent d’abord (avec François Rougeon et Bernard Mach) des cADNs, copies d’ARN messagers, puis les gènes eux-mêmes ainsi extraits du génome. Entre 1977 et 1980, en collaboration avec l’équipe de Pierre Chambon, a été effectué un travail structural important sur le gène de l’ovalbumine de la poule, qui a été cloné, exprimé dans Escherichie colli dans la levure, tandis que son environnement génomique était lui aussi isolé. En parallèle, en 1979, des méthodes de transferts de gènes dans les cellules de mammifères, outils indispensables pour aborder la régulation de l’expression des gènes clonés, ont été développés.

L’étude des gènes H-2
En 1980 fut entreprise l’étude des gènes codant pour les antigènes majeurs d’histocompatibilité de la souris (antigènes H-2 de classe I) dont l’importance dans les réactions immunologiques a justifié en 1981 que l’unité, désormais forte d’une vingtaine de chercheurs et techniciens, s’installe dans le bâtiment Metchnikoff du département d’immunologie. Plusieurs gènes H-2 de classe I ont été clonés, ce travail permettant par ailleurs à une équipe marseillaise de s’attaquer rapidement à l’étude des gènes HLA humains. Très vite, l’analyse a révélé l’existence d’une famille multigénique beaucoup plus abondante que prévu, et l’étude des gènes a été source de nombreuses surprises, indiquant l’existence de protéines jusqu’alors insoupçonnées, produites, qui par des gènes inconnus, qui par épissage alternatif lors de la transcription de gènes connus. L’étude comparée des séquences des gènes a livré d’utiles informations sur les mécanismes qui diversifient certains d’entre eux, éclairant d’un jour nouveau leur polymorphisme singulier : conversions géniques et recombinaisons ont ainsi été étudiées dans des systèmes modeles. La fonction des antigènes de classe I dans la reconnaissance de cellules cibles par des cellules T cytotoxiques a été analysée par des voies originales utilisant des gènes transfectés. Enfin, un important travail a été accompli sur l’étude des mécanismes régulateurs qui gouvernent l’expression de ces gènes. Les antigènes H-2 ne sont exprimés, ni dans les cellules de tératocarcinomes indifférenciées, ni aux stades précoces de l’embryogenèse, ni dans les cellules tumorales qui, sans doute, échappent ainsi à la surveillance immunitaire. L’existence de plusieurs mécanismes régulateurs, positifs et négatifs, et un des modes d’action des interférons sur ces gènes ont ainsi été déchiffrés.

Perspectives
Les objectifs scientifiques principaux de l’unité sont toujours de comprendre la diversification génétique, le rôle fonctionnel et la régulation de l’expression des antigènes majeurs d’histocompatibilité. Toutefois, bien que restant profondément imprégné de génétique moléculaire, le travail effectué prend peu à peu des orientations plus fonctionnelles, où l’analyse et la chimie des protéines jouent un rôle accru. Les axes majeurs sont :
- l’analyse de la régulation de l’expression des gènes H-2, visant à identifier et à isoler les protéines régulatrices impliquées
- l’étude des protéines apparentées aux antigènes H-2 dont l’existence est prédite par les séquences des gènes et de leurs transcrits
- l’analyse de la fonction des molécules H-2, particulièrement dans la présentation des antigènes aux cellules T
Traitées dans leur contexte physiologique (embyogenèse et développement) ou pathologique (étude des tumeurs), ces questions amènent l’unité à s’intéresser de plus en plus près à l’ontogenèse et au fonctionnement du système immunitaire