Les gènes de la spermatogènese et leur régulation

Abstract

RESUMELa production de spermatozoides r6sulte d'un processus complexe et coordonn6 de division et de diff6renciation cellulaires appel6 spermatogen~se. Chacune des 6tapes de ce processus, mitose, m6iose et spermiogen~se est sous le contrfle de g~nes exprim6s de mani~-re diff6rentielle dans le testicule.Le syst~me c-kit/SCF r6gule la prolif6ration des spermatogonies tandis que l'6quilibre entre rexpression des g~nes pro-et anti-apoptotiques permet d'en limiter le nombre.La m6iose est sous le contr61e de plusieurs familles de g~nes : 1) les g~nes des prot6ines structurales nucl6aires [lamines, histones, prot6ines du complexe synapton6mal] ; 2) les g~nes codant pour les enzymes du m6tabolis-me 6nerg6tique [PGK, HK, PGAM ...] ; 3) les gbnes codant pour les prot6ines de r6paration de rADN et de la recombinaison m6iotique ; 4) les g~nes du cycle cellulaire (gbnes suppresseurs de tumeur, g~nes du complexe cycline/CDC2, prot6ine HSP 70-2); 5) les gbnes ckit/SCF. Enfin, le remodelage chromatinien survenant durant la spermiogen~se et refl6tant la transformation d'un noyau actif sur le plan transcriptionnel en noyau spermatique quiescent, n6cessite une expression s6quentielle contr6-16e des prot6ines basiques de liaison/t I'ADN : dans les spermatides les prot6ines histones et non histones sont remplac6es par les prot6ines de transition qui/~ leur tour sont remplac6es par les protamines dans les spermatides en voie d'allongement.Parmi les g~nes exprim6s au cours de la spermatogen~se, on distingue : les g~nes exprim6s exclusivement au cours de la spermatogen~se ; les g~nes codant pour une isoenzyme ou un isotype sp6cifiquement testiculaire de prot6ines s'exprimant dans les cellules somatiques (enzymes du m6tabolisme 6nerg6tique)Les g~nes exprim6s au cours de la spermatogen~se, sp6cifiques ou non, subissent une r6gulation transcriptionnelle et/ou traductionnelle.La r6gulation transcriptionnelle des g~nes est essentiellement assur6e par des facteurs de transcription qui peuvent 6tre sp6cifiques des cellules germinales ou g6n6raux mais exprim6s de mani~re differentielle dans les cellules germinales. Les g~nes des facteurs de transcription sont eux-m6mes soumis fi une r6gulation particuli~re. Certains g~nes exprim6s dans le testicule r6sultent de l'utilisation d'un promoteur alternatif.La r6gulation post-transcriptionnelle peut6tre assur6e par un 6pissage alternatif des ARN ou l'arr6t au niveau d'un site de polyad6nylation variable.Des s6quences r6gulatrices des r6gions 5' et 3' UTR contr61ent la traduction des g~nes. La longueur de la queue poly-A et certaines prot6ines se liant au niveau des r6gions 3' et 5' jouent un r61e majeur dans la r6gulation traductionnelle des g~nes.