Isolement et caractérisation des gènes d'immunoglobuline Vk-1 de la souche de souris BALB/c

Le but de ce projet consiste à isoler et caractériser des gènes germinaux reliés au groupe Vk-1 des régions variables des chaînes kappa dans la souche de souris BALB/c. Dans ce projet on essaie de répondre à une question soulevée par la contradiction entre le nombre de gènes encodant le groupe Vk-1 suggéré par les études de "Southern blotting" d'une part et par la comparaison des séquences VK-1 exprimées, d'autre part. En effet, la comparaison des séquences des acides aminés de 53 chaînes légères du groupe Vk-1 exprimées dans des immunoglobulines de myélome et hybridome de diverses spécificités, a permis leur classification en 5 sous-groupes: Vk-1A, Vk-1B, Vk-1C, VK-1D, Vk-1E dont au moins 4 sont présents dans la souche de souris BALB/c. Dans le cas de BALB/c, toutes les séquences décrites jusqu'à date peuvent être codées par seulement 5 gènes gérminaux. D'autre part, les résultats de "Southern blotting" avec les sondes dérivées des gènes Vk-1 montrent deux résultats différents dépendamment des conditions de lavage des filtres. Sur un blot de l'ADN de BALB/c digéré avec Bam Hi, dans des conditions de lavages sévères, la sonde détecte 2 bandes majeures correspondant aux gènes Vk-1C (8.5 Kb) et Vk-1A (6.3 Kb). Par contre avec les lavages dans des conditions plus douces, on remarque environ 8 bandes en plus des 2 bandes mentionnées ci-dessus. On se demande si ces bandes représentent d'autres familles de gènes Vk ou si elles représentent d'autres sous-groupes de Vk-1. Afin de répondre à ces questions, on a procédé au criblage d'une bibliothèque de BALB/c (dont l'ADN génomique a été digéré partiellement avec Eco R1 et ligué au vecteur Embl4) dans des conditions d'hybridation et de lavage légères. La sonde utilisée est un fragment d'un allèle de VK-1C, Vk-1Cf (obtenu d'une souche de souris CE) et est nommée PPV101. De 21 clones positifs isolés, 9 contenaient le gène Vk-1A, 8 le gène Vk-1C et 4 des nouveaux gènes reliés au groupe Vk-1. L'analyse de ces derniers clones digérés avec Bam H1 a montré que tous les quatres contenaient des fragments de 5.4 Kb hybridant avec la sonde PPV101. Les fragments de 5.4 kb (BamHI) ont été sous-clonés dans le phagemide M13+. Une analyse détaillée des 4 sous-clones a révélé que 3 semblaient avoir des inserts identiques et que le quatrième était différent. Deux clones ont été choisis (DCDX et BA43) pour la caractérisation au niveau de la séquence. La comparaison des séquences des régions V des clones DCDX a montré que les deux gènes étaient de véritables membres du groupe Vk-1 mais qu'ils codent pour des séquences d'acides aminés qui n'ont pas été reportées dans les chaînes kappa exprimées. Ils sont eux-mêmes étroitement reliés (>96% d'homologie de séquence). Ceci indique une duplication très récente comme origine des deux gènes. Malgré le fait que les deux gènes possèdent environ 85% d'homologie avec les autres membres du groupe Vk-1 dans la région codante, l'homologie de séquence s'arrête immédiatement avant et après les régions codantes des gènes. De plus, l'analyse des séquences a démontré que les deux gènes sont des pseudogènes, chacun possédant une délétion différente et non-chevauchante dans la région 5'. Cette observation suggère que les deux gènes ont subi les délétions après leur duplication. Deux possibilités sont considérées pour expliquer l'élimination rapide de ces deux gènes en évolution soit (i) qu'il y ait eu une sélection négative contre l'existence de ces gènes (supposant qu'ils codent pour un anticorps spécifique; dangereux pour la survie de l'animal) ou (ii) que la structure ou position des gènes sur le chromosome leur a confié une instabilité