Unité de recherche
L’expression contrôlée des gènes est essentielle pour le développement des organismes complexes. Cette expression est la mise en œuvre du plan encodé dans notre génome et sa dérégulation, que ce soit à cause de mutations ou de perturbations épigénétiques, cause des malformations congénitales, des déficits plus ou moins sévères et le cancer. L’unité de recherche en génétique moléculaire étudie ces mécanismes, des principes de base jusqu’à leur application en santé humaine.
Tout particulièrement, l’équipe de Jacques Drouin a découvert de nouveaux régulateurs de l’expression des gènes, tels que la sous-famille Pitx qui contrôle le développement de l’hypophyse et des structures cranio-faciales (Pitx1), l’identité des jambes en comparaison des bras (Pitx1), l’asymétrie gauche-droite (Pitx2), le développement des muscles (Pitx2 et Pitx3) et la survie des neurones dopaminergiques qui dégénèrent dans la maladie de Parkinson (Ptix3). Au cours des dernières années, le groupe a apporté des contributions importantes sur le mécanisme d’action des facteurs pionniers qui remodèlent l’épigénome pour la spécification du destin cellulaire.
Le laboratoire a aussi découvert le facteur Tpit qui complète la différenciation des cellules hypophysaires qui produisent l’hormone ACTH. Les mutations du gène Tpit produisent un déficit hormonal qui est létal chez le nouveau-né mais qui peut être complètement traité par une thérapie de remplacement hormonale lorsque diagnostiqué suffisamment tôt. De plus, l’étude des mécanismes de l’action hormonale a permis d’identifier des dérégulations qui causent une résistance hormonale dans la maladie de Cushing et qui contribuent à l’apparition des adénomes de Cushing qui peuvent mener à la mort.

- Directeur, Unité de recherche en génétique moléculaire, IRCM
- Professeur titulaire de recherche IRCM
- Professeur-chercheur titulaire, Département de biochimie (accréditation en biologie moléculaire), Université de Montréal
- Professeur associé, Département de médecine (Division de la médecine expérimentale), Département d’anatomie et de biologie cellulaire et Département de biochimie,Université McGill
Prix et honneurs
- Membre, Société Royale du Canada
- Doctorat Honoris Causa, Université Aix-Marseille, France, 2014
Diplômes et expériences antérieures
- Docteur en physiologie (Laboratoire Fernand Labrie), Université Laval,
- Stage postdoctoral, MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge (Laboratoire Fred Sanger), Royaume-Uni (1976-1978),
- Stage postdoctoral, Département de biochimie et biophysique (Laboratoire Howard M. Goodman), University of California, San Francisco (UCSF), États-Unis (1979-1981)
- Chercheur-boursier, Conseil de recherches médicales du Canada (1981-1986)
- Scientifique, Conseil de recherches médicales du Canada (1986-1991)
- Chaire en Génétique moléculaire, GlaxoSmithKline (1999-2004)
- Membre élu, Académie des Sciences de la Société royale du Canada (2001)
Projets en cours
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L'hypophyse, pour la compréhension du développement et de la maladie
L'équipe souhaite comprendre les mécanismes génétiques et épigénétiques qui contrôlent l’expression des gènes, la spécification du destin cellulaire (identité de la cellule) et le développement d`organes complexes.
Les membres utilisent principalement l’hypophyse comme modèle d`étude car il s’agit d’un organe simple composé de six types de cellules différentes, chacune dédiée à la sécrétion d`une hormone (Drouin J 2010 Pituitary Development. In: Melmed S (ed) The Pituitary 3rd Ed. Elsevier-Academic Press,3-19/ 4th Ed. 2017). Le travail porte tout particulièrement sur le gène de la pro-opiomelanocortine (POMC) qui encode l’hormone ACTH, la mélanotropine et l’endorphine. La perturbation des cellules de l’hypophyse entraîne soit des carences ou une surproduction d’hormones. Les découvertes sur les mécanismes du fonctionnement hypophysaire ont permis l’identification de nouveaux syndrome, fourni des outils de diagnostic et ont ouvert la voie à des approches thérapeutiques nouvelles.
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Organisation tri-dimensionnelle de l'hypophyse
L'avènement de puissantes technologies d'imagerie des tissus a amené les membres de l'équipe à collaborer avec des collègues de Montpellier FR pour étudier la mise en place de l'organisation tridimensionnelle des cellules de l'hypophyse. Ce travail a révélé une organisation inattendue des cellules en réseaux cellulaires homotypiques dans lesquels toutes les cellules de la même lignée sont en contact avec des cellules similaires, de telle sorte que ces cellules échangent des signaux pour la production d'une réponse coordonnée. En outre, ces réseaux homotypiques interagissent les uns avec les autres depuis leur mise en place au cours du développement fœtal.
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Mécanismes de spécification de l'identité cellulaire
Les recherches sur les mécanismes de régulation transcriptionnelle de l’expression des gènes d`hormones hypophysaires ont mené à la découverte de certain facteurs de transcription essentiels tels que la sous-famille Pitx d`homéoprotéines, le facteur de transcription Tpit et, plus récemment, le rôle de Pax7 en tant que gène sélecteur d’identité de l’hypophyse intermédiaire. Le laboratoire utilise la gamme complète des technologies génomiques pour identifier d’autres régulateurs de la spécification cellulaire de l’hypophyse et en particulier, les membres étudient le mécanisme utilisé par Pax7 pour remodeler la chromatine et refaçonner l’épigénome et ainsi engendrer un destin cellulaire alternatif. Peu de facteurs ont une activité pionnière et notre système est unique pour l’étude du mécanisme de reprogrammation de la chromatine.
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Régulation hormonale de l’expression des gènes
L’expression du gène POMC est contrôlée par des médiateurs centraux (du cerveau) ou par des hormones du sang comme les glucocorticoides. L'équipe a défini des mécanismes d’activation du gène POMC par la Corticolibérine (CRH) secrétée par l’hypothalamus, ainsi que pour la rétroaction négative des glucocorticoides et leur récepteur GR. Ces deux actions sont médiées par des facteurs de transcription de la famille des récepteurs nucléaires, soit GR ou des récepteurs orphelins de la sous-famille Nur. Les recherches ont conduit à la découverte de nouveaux éléments génomiques de réponse, des mécanismes impliquant des interactions protéines-protéines qui produisent un antagonisme mutuel (transrépression) ainsi qu’à l’identification de protéines critiques pour la répression due aux glucocorticoïdes. De plus, l'équipe a identifié des dérèglements de ces mécanismes dans les adénomes hypophysaires qui causent la maladie de Cushing.
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La maladie de Cushing et les adénomes hypophysaires
En plus des recherches sur la résistance aux glucocorticoïdes dans les adénomes hypophysaires qui causent la maladie de Cushing, les membres de l'équipe a étudié le contrôle de la prolifération cellulaire dans le développement normal de l’hypophyse et dans ces adénomes. Cette recherche a mené à l’identification de mécanismes uniques pour le contrôle du cycle cellulaire des progéniteurs hypophysaires (cellules souches) par comparaison avec les cellules différenciées et leur remplacement dans la glande adulte.
Instituts de recherche en santé (IRSC), Subvention Fondation – FDN-154297 (2017-2024), 520 000 $ par année
« Genetic and epigenetic mechanisms of pituitary development, function and disease »
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