Protéines Cdx

Les protéines Cdx (Cdx1, 2 et 4) représentent une famille de facteurs de transcription à homéodomaine premièrement caractérisés chez la drosophile[1]. Ces protéines sont conservées dans l’évolution et sont fonctionnellement redondantes[2],[3]. Elles sont exprimées durant la neurulation dans la partie caudale de l’embryon et jouent un rôle majeur dans l’élongation embryonnaire[4] et dans la mise en place de l’axe de polarité antéro-postérieur, notamment en régulant l’expression des gènes Hox[5],[6].

Mécanisme d’action

Les protéines Cdx agissent en tant que médiateurs des signaux de postériorisation en intégrant les signaux des voies de signalisation Wnt, FGF et de l’acide retinoïque[7],[8],[9],[10],[11]. Ils reconnaissent grâce à leur homéodomaine la séquence nucléotidique consensus (C/A)TTTAT(A/G) qui représente leur site de fixation sur l’ADN.

Rôle dans chaque feuillet embryonnaire

Dans l’endoderme, les protéines Cdx jouent un rôle majeur comme médiateur des signaux de postérisation Wnt[12] pour la mise en place et la différenciation du système digestif avec notamment Cdx2 comme régulateur central[13],[14].

Dans le mésoderme, elles relaient les signaux de postérisation Wnt pour induire l’élongation embryonnaire, la somitogenèse, l’hématopoïèse ainsi que la régionalisation de l’embryon le long de l’axe antéro-postérieur. Ces fonctions mésodermiques passent notamment par la régulation de l’expression des gènes Hox[15],[16],[17],[18],[19]

Dans le neuroectoderme, les protéines Cdx permettent la régionalisation de l’axe antéro-postérieur en contrôlant la régulation des gènes Hox[20]. Elles sembleraient être également impliquées dans la fermeture du tube neural[21],[22] ainsi que la formation des cellules de la crête neurale[23].



Notes et références
  1. Brooke NM, Garcia-Fernàndez JetHolland PW. 1998. The ParaHox gene cluster is an evolutionary sister of the Hox gene cluster. Nature, 392(6679):920-2.
  2. Van den Akker E, Forlani S, Chawengsaksophak K, de Graaff W, Beck F, Meyer BI et Deschamps J. 2002. Cdx1 and Cdx2 have overlapping functions in anteroposterior patterning and posterior axis elongation. Development, 129(9):2181-93.
  3. Savory JG, Pilon N, Grainger S, Sylvestre JR, Béland M, Houle M, Oh K et Lohnes D. 2009. Cdx1 and Cdx2 are functionally equivalent in vertebral patterning. Dev Biol, 1;330(1):114-22.
  4. Chawengsaksophak K, de Graaff W, Rossant J, Deschamps J et Beck F. 2004. Cdx2 is essential for axial elongation in mouse development. Proc Natl Acad Sci U S A, 18;101(20):7641-5.
  5. Isaacs HV, Pownall MEetSlack JM. 1998. Regulation of Hox gene expression and posterior development by the Xenopus caudal homologue Xcad3. EMBO J, 15;17(12):3413-27.
  6. Charité J, de Graaff W, Consten D, Reijnen MJ, Korving J et Deschamps J. 1998. Transducing positional information to the Hox genes: critical interaction of cdx gene products with position-sensitive regulatory elements.Development, 125(22):4349-58.
  7. Prinos P, Joseph S, Oh K, Meyer BI, Gruss PetLohnes D. 2001. Multiple pathways governing Cdx1 expression during murine development. Dev Biol, 15;239(2):257-69.
  8. Houle M, Sylvestre JRetLohnes D. 2003. Retinoic acid regulates a subset of Cdx1 function in vivo. Development, 130(26):6555-67.
  9. Lickert H, Domon C, Huls G, Wehrle C, Duluc I, Clevers H, Meyer BI, Freund JN et Kemler R. 2000. Wnt/(beta)-catenin signaling regulates the expression of the homeobox gene Cdx1 in embryonic intestine. Development, 127(17):3805-13.
  10. Keenan ID, Sharrard RMetIsaacs HV. 2006. FGF signal transduction and the regulation of Cdx gene expression. Dev Biol, 15;299(2):478-88.
  11. Lengerke C, Wingert R, Beeretz M, Grauer M, Schmidt AG, Konantz M, Daley GQ et Davidson AJ. 2011. Interactions between Cdx genes and retinoic acid modulate early cardiogenesis.Dev Biol,1;354(1):134-42.
  12. Sherwood RI, Maehr R, Mazzoni EOetMelton DA. 2011. Wnt signaling specifies and patterns intestinal endoderm.Mech Dev, 128(7-10):387-400.
  13. Kinkel MD, Eames SC, Alonzo MRetPrince VE. 2008. Cdx4 is required in the endoderm to localize the pancreas and limit beta-cell number.Development, 135(5):919-29.
  14. Stringer EJ, Duluc I, Saandi T, Davidson I, Bialecka M, Sato T, Barker N, Clevers H, Pritchard CA, Winton DJ, Wright NA, Freund JN, Deschamps J et Beck F. 2012. Cdx2 determines the fate of postnatal intestinal endoderm.Development, 139(3):465-74.
  15. Pilon N, Oh K, Sylvestre JR, Bouchard N, Savory J, Lohnes D. 2006. Cdx4 is a direct target of the canonical Wnt pathway. Dev Biol, 1;289(1):55-63.
  16. Pilon N, Oh K, Sylvestre JR, Savory JG, Lohnes D. 2007. Wnt signaling is a key mediator of Cdx1 expression in vivo. Development,134(12):2315-23.
  17. Lengerke C, Schmitt S, Bowman TV, Jang IH, Maouche-Chretien L, McKinney-Freeman S, Davidson AJ, Hammerschmidt M, Rentzsch F, Green JB, Zon LI et Daley GQ. 2008. BMP and Wnt specify hematopoietic fate by activation of the Cdx-Hox pathway. Cell Stem Cell,10;2(1):72-82.
  18. Wang Y, Yabuuchi A, McKinney-Freeman S, Ducharme DM, Ray MK, Chawengsaksophak K, Archer TK et Daley GQ. 2008. Cdx gene deficiency compromises embryonic hematopoiesis in the mouse.Proc Natl Acad Sci U S A, 3;105(22):7756-61.
  19. Young T, Rowland JE, van de Ven C, Bialecka M, Novoa A, Carapuco M, van Nes J, de Graaff W, Duluc I, Freund JN, Beck F, Mallo M et Deschamps J. 2009. Cdx and Hox genes differentially regulate posterior axial growth in mammalian embryos.Dev Cell, 17(4):516-26.
  20. Bel-Vialar S, Itasaki NetKrumlauf R. 2002. Initiating Hox gene expression: in the early chick neural tube differential sensitivity to FGF and RA signaling subdivides the HoxB genes in two distinct groups. Development, 129(22):5103-15.
  21. Savory JG, Mansfield M, Rijli FMetLohnes D. 2011. Cdx mediates neural tube closure through transcriptional regulation of the planar cell polarity gene Ptk7. Development, 138(7):1361-70.
  22. Van de Ven C, Bialecka M, Neijts R, Young T, Rowland JE, Stringer EJ, Van Rooijen C, Meijlink F, Nóvoa A, Freund JN, Mallo M, Beck F et Deschamps J. 2011. Concerted involvement of Cdx/Hox genes and Wnt signaling in morphogenesis of the caudal neural tube and cloacal derivatives from the posterior growth zone. Development, 138(16):3451-62.
  23. Sanchez Ferras O, Coutaud B, Djavanbakht Samani T, Tremblay I, Souchkova O et Pilon N. 2012. Caudal-related homeobox (Cdx)-dependent integration of canonical Wingless/int1-related (Wnt) signals on a well-conserved neural crest enhancer of the proximal Paired-box 3 (Pax3) promoter.J Biol Chem,
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