Regulation of Igf2 gene expression : novel promoters and involvement of long non-coding RNAs

L'expression du gène Igf2, qui est soumis à l'empreinte génomique parentale chez les mammifères, est hautement régulée au cours du développement embryonnaire et de la période périnatale grâce à divers mécanismes transcriptionnels et post-transcriptionnels. Ces mécanismes mettent à contribution de longs ARN non codants produits au sein même du locus, dont le plus connu est l'ARN H19. En utilisant une approche de complémentation génétique par un transgène H19 dans myoblastes H19 KO de souris, nous démontrons l'existence de plusieurs nouveaux promoteurs d'Igf2. L'un de ces promoteurs, qui est conservé chez l'homme, peut être activé par un ARN ectopique antisens d'H19 (lncARN 91H) en dépit d'une méthylation complète de la région de contrôle empreinte située en cis sur le même allèle. Nous montrons également que les lncARN 91H présentent une certaine spécificité tissulaire et que leur transcription peut être initiée à partir des séquences conservées CS4, CS5 et CS9 situées en aval du gène H19. Quant à l'ARN H19, qui est l'ARN non codant majeur du locus, il semble pouvoir réguler ses transcrits antisens dans les myoblastes H19 KO complémentés par le transgène H19, mais surtout il participe activement à la régulation post-transcriptionnelle du gène Igf2 chez la souris. Nous observons en effet qu'il favorise la coupure endoribonucléolytique de l'ARN Igf2 par un mécanisme qui reste à découvrir. Enfin, nous mettons en évidence l'existence d'un l'arrêt de l'élongation de la transcription du gène d'Igf2, pour lequel nous proposons un modèle de régulation faisant intervenir un autre long ARN non codant du locus: le lncARN PIHit. Au-delà des mécanismes qui restent à explorer, nos résultats renforcent l'idée que la structure tridimensionnelle de la chromatine participe à la régulation de l'expression des gènes chez les mammifères.In mammals, the expression of the Igf2 gene, which is subject to parental genomic imprinting, is tightly regulated during embryonic development and the perinatal period through several transcriptional and post-transcriptional mechanisms. These mechanisms are involving long non-coding RNAs (lncRNAs) produced within the locus; among them the best known is probably the H19 RNA. Using a genetic complementation assay consisting in transfections of an H19 transgene into H19 KO myoblasts, we discovered several novel Igf2 promoters in the mouse. One of these promoters, that is conserved in the human, can be activated by ectopic H19 antisens RNAs (91H lncRNAs) despite a complete methylation of the Imprinting-Control Region located in cis on the same allele. We also show that the 91H lncRNAs possess some tissue-specific features and that their transcription can be initiated from the CS4, CS5 and CS9 conserved sequences located downstream of the H19 gene. On the other hand, the H19 RNA, that is the major lncRNA of the locus, appears to regulate its antisense transcripts in H19 KO myoblasts complemented with the H19 transgene, but its major function seems to be in regulating post-transcriptionally the Igf2 gene expression. Indeed, we have observed that it favours the endoribonucleolytic cleavage of the Igf2 messenger RNAs through a mechanism that remains to be elucidated. Finally, we reveal the existence of a premature transcriptional elongation stop of the Igf2 gene, for which we propose a regulation model involving another lncRNA of the locus: the PIHit lncRNA. Beyond the mechanisms that remain to be explored, our results strengthen the idea that, in mammals, the three-dimensional organization of the chromatin is involved in regulating gene expression