Les gènes PAX
Une catégorie de gènes du développement
les gènes Pax
Rédigé par Anne Florimond, Lycée Richelieu, Rueil-Malmaison
D'après : J. Deutsch, H. Le Guyader : "Le fond de l'oeil : l'oeil de la drosophile est-il homologue de celui de la souris ?". Medecine/Science, V 11, N°10, 1995.
C. Babinet : "Une famille de gènes du développement : les gènes Pax". Medecine/Science, 1993, V 9, N°1.
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.