Une famille de gènes du développement : les gènes Pax

20.09.2006

Les gènes Pax constituent, parmi les gènes du développement,
une catégorie distincte de celle des gènes Hox.

Du point de vue de leur structure,
les gènes Pax possèdent généralement, en plus
de l'homéobox déjà caractéristique des gènes
Hox, une séquence dénommée paired-box
ainsi qu'un motif octapeptide intercalé entre l'homéobox
et la paired-box. La figure ci-dessous précise la structure des
gènes Pax, leur localisation et les phénotypes associés.

Du point de vue fonctionnel,
la plupart des gènes Hox s'expriment uniquement pendant l'embryogénèse,
lors de la formation du système nerveux. Cette idée est corroborée
par l'effet des mutations des gènes Pax sur les phénotypes
des individus. Ainsi une mutation du gène Pax-3 chez la souris entraîne,
à l'état homozygote, une malformation de l'axe neural ; une
mutation du gène Pax-6 entraîne , à l'état homozygote,
une absence totale d'oeil et de cavité nasale. Le tableau ci-dessous
renseigne sur le profil d'expression des différents gènes
Pax chez la souris.

Gènes	Période et lieu d'expression chez l'embryon	Expression chez l'adulte
Pax-1	j10-17: : Mésoderme somitique: sclérotome	Non
Pax-2	j10-18 : Rein en développement. Tube nerveux, rhombencéphale, vésicule otique, vésicule optique	Non
Pax-3	j8.5-16 : Certaines régions du cerveau, partie dorsale du tube nerveux, cellules de la crête neurale, dermomyotome	Non
Pax-4	Non déterminé	Non déterminé
Pax-5	j10-14 : Mésencéphale, tube nerveux, foie foetal	Rate, ganglions lymphatiques, sang
Pax-6	j8-18 : Cerveau antérieur et postérieur, hypophyse, épithélium olfactif, oeil, tube nerveux (zone ventrale)	Non
Pax-7	j8-17 : Groupe de cellules dans tout le cerveau, puis limité au mésencéphale, tube neural (zone dorsale)	Non
Pax-8	À partir de j11.5 : Expression transitoire dans tout le tube nerveux et le myélencéphale(j11.5 à j12.5). Thyroïde et rein en développement	Thyroïde, rein

Le mécanisme d'action des
gènes Pax a été partiellement élucidé.
Le motif protéique codé par le domaine paired se lie à
l'ADN et agit comme un facteur de transcription. Dans le cas du gène
Pax-6 chez la souris, ce mécanisme a pu être précisé
: le gène Pax-6 est un gène "maître", situé
au sommet d'un édifice génétique d'où il régule
un ensemble de gènes "secondaires" influençant eux-mêmes
l'activité d'autres gènes-cibles d'un niveau inférieur
dans la hiérarchie. De cette activation en cascade, impliquant 2000
à 3000 gènes, résulte la mise en place d'une structure
parfaite comme l'oeil.