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Denis Duboule

Denis Duboule, né le à Genève, est un biologiste franco-suisse. Il est professeur de génétique et génomique à l’Université de Genève[2] ainsi qu'à l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL). Depuis 2017, il est également professeur au Collège de France, titulaire de la chaire internationale Évolution des génomes et développement[3].

Denis Duboule
Description de cette image, également commentée ci-après
Denis Duboule en 2010
Naissance [1]
Genève (Suisse)
Nationalité Drapeau de la Suisse Suisse
Drapeau de la France Français
Institutions
Diplôme Université de Genève
Distinctions Membre étranger de la National Academy of Sciences (2012). Membre étranger de la Royal Society (2012). Membre de l’Académie des Sciences (France, 2005)

Depuis 1985, son travail porte sur la fonction et la régulation des gènes Hox (gènes architectes) au cours du développement des animaux vertébrés.

Biographie

Denis Duboule reçoit son doctorat de l’Université de Genève en 1984 et rencontre Pierre Chambon, le fondateur de l'IGBMC (Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire). Il travaille dans cet institut jusqu’en 1988, quand son groupe de recherche s’installe au Laboratoire Européen de Biologie Moléculaire (EMBL) à Heidelberg. En 1992, il est recruté comme professeur ordinaire à l’Université de Genève où il travaille et enseigne. En 2006, il devient également Professeur à l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) et en 2017, il est élu professeur au Collège de France, titulaire de la chaire internationale Évolution des génomes et développement[4], puis titulaire de la chaire statutaire "Evolution du développement et des génomes" à partir de 2022.

Apports scientifiques

Les contributions scientifiques de Denis Duboule touchent à la génétique moléculaire du développement des vertébrés, avec des interfaces en génétique médicale, biologie de l’évolution et régulation de la transcription. Depuis 1985, il a publié plusieurs découvertes liées au développement et à l’évolution du plan du corps des vertébrés, plus particulièrement concernant la famille des gènes Hox. En 1986, clonage et organisation du premier grand complexe génomique de gènes Hox chez la souris[5]. En 1988, en collaboration avec Steve Gaunt, il décrit l’expression colinéaire des gènes Hox chez les mammifères, étendant ainsi cette propriété découverte par Ed Lewis des diptères aux vertébrés et autres deutérostomes[6]. En 1989, observation de la colinéarité temporelle (Hox clock), i.e. le même principe de colinéarité mais appliqué au temps d’activation des gènes (3, 4)[7] - [8]. En 1989, avec Robb Krumlauf, découverte de la conservation de la structure du système homéotique entre les mouches drosophiles et les vertébrés ; Un complexe homéotique unique existait chez l’animal à l’origine des protostomes et des deutérostomes [9] En 1989 et 1991, le même système génétique (gènes Hox) est coopté et recyclé pour la spécification de plusieurs structures axiales, en particulier des membres[8] et des organes génitaux externes[10]. L’extension de ce travail aux oiseaux, en collaboration avec Cheryll Tickle et Lewis Wolpert montre le haut degré de conservation de la fonction et régulation de ces gènes chez les vertébrés[11]. In 1991, concept de ‘prévalence postérieure’, qui décrit la hiérarchie fonctionnelle des protéines Hox (8, 9)[12] - [13].

En 1994, il propose le concept du ‘sablier développemental’ (Developmental hourglass’ ou egg-timer) (8), proposant que les paysages phénotypiques sont réduits durant une période courte du développement des vertébrés (la ‘progression phylotypique’), période au cours de laquelle les embryons de tous les vertébrés expriment des caractéristiques communes, résultantes de l’existence de contraintes maximales (repris par Raff en 1996[14]. En 1994 également, proposition que les gènes Hox agissent comme une horloge. Par conséquent, tous les animaux se développant selon une progression temporelle antéro-postérieure ‘doivent’ avoir au moins un complexe entier de gènes Hox (8). En 1995, description des gènes Hox chez le poisson zèbre pendant le développement des nageoires conduisant à un modèle de la transition évolutive de la nageoire au membre des tétrapodes, dans lequel les doigts sont des innovations des tétrapodes, sans structures homologues chez les poissons[15].

Depuis 1997, Duboule a approché la question des mécanismes de colinéarité des gènes Hox en utilisant la génétique moléculaire de la souris. Ces gènes sont contrôlés à un niveau global, qui tient compte de leurs positions respectives sur le chromosome[16] - [17] - [18]. Un lien existe entre la colinéarité temporelle (l’horloge Hox) et l’horloge somitique[19] de façon à coordonner la production des somites et leur spécification[20]. Ce laboratoire met au point les techniques TAMERE et STRING pour produire une grande série allélique au locus HoxD, qui conduira aux concepts de ‘paysages’[21] ou ‘d’archipels’ (18) de régulation qui sous-tendent les mécanismes de colinéarité mis en œuvre dans le développement des membres[22] - [23] - [24]. Duboule a également étudié en détail le processus de l’horloge Hox pendant la formation de l’axe principal du corps. Cette horloge est associée à une transition dans la structure de la chromatine[25], accompagnée par le passage successif de chacun des gènes Hox d’un domaine négatif vers un domaine actif[26].

L’importance et la signification de ces observations pour notre compréhension de la régulation génétique pendant le développement et des mécanismes de l’évolution morphologique sont discutés dans plusieurs revues (par exemple [13] - [27] - [28] - [29] - [30]).

Distinctions

Publications

Articles

NCBI publications de D. Duboule

Livres

Duboule, D. (ed) (1994) A guidebook to homeobox genes. Oxford University Press Hafen, E., Bopp, D., and Duboule, D. (Eds) (2002) Developmental Biology in Switzerland, Int. J. Dev. Biol., Volume 46.

Notes et références
  1. (en) « Denis Duboule », sur ISNI (consulté le ).
  2. « Denis Duboule, sur la piste des « gènes architectes » », Le Temps, 18 février 2010.
  3. « Accueil », sur www.college-de-france.fr (consulté le )
  4. « Chaires internationales du Collège de France »
  5. D. Duboule, A. Baron, P. Mahl, B. Galliot, A new homeo-box is present in overlapping cosmid clones which define the mouse Hox-1 locus. Embo J 5, 1973 (Aug, 1986).
  6. S. J. Gaunt, P. T. Sharpe, D. Duboule, Spatially restricted domains of homeo-gene transcripts in mouse embryos: relation to a segmented body plan. Development 104, 169 (1988).
  7. J. C. Izpisua-Belmonte, H. Falkenstein, P. Dolle, A. Renucci, D. Duboule, Murine genes related to the Drosophila AbdB homeotic genes are sequentially expressed during development of the posterior part of the body. Embo J 10, 2279 (Aug, 1991).
  8. P. Dolle, J. C. Izpisua-Belmonte, H. Falkenstein, A. Renucci, D. Duboule, Coordinate expression of the murine Hox-5 complex homoeobox-containing genes during limb pattern formation. Nature 342, 767 (Dec 14, 1989).
  9. D. Duboule, P. Dolle, The structural and functional organization of the murine HOX gene family resembles that of Drosophila homeotic genes. Embo J 8, 1497 (May, 1989).
  10. P. Dolle, J. C. Izpisua-Belmonte, J. M. Brown, C. Tickle, D. Duboule, HOX-4 genes and the morphogenesis of mammalian genitalia. Genes Dev 5, 1767 (Oct, 1991).
  11. J. C. Izpisua-Belmonte, C. Tickle, P. Dolle, L. Wolpert, D. Duboule, Expression of the homeobox Hox-4 genes and the specification of position in chick wing development. Nature 350, 585 (Apr 18, 1991).
  12. "D. Duboule, Temporal colinearity and the phylotypic progression: a basis for the stability of a vertebrate Bauplan and the evolution of morphologies through heterochrony. Dev Suppl, 135 (1994).
  13. D. Duboule, The vertebrate limb: a model system to study the Hox/HOM gene network during development and evolution. Bioessays 14, 375 (Jun, 1992).
  14. R. A. Raff, The Shape of Life: Genes, Development and the Evolution of Animal Form. (University of Chicago Press, 1996).
  15. P. Sordino, F. van der Hoeven, D. Duboule, Hox gene expression in teleost fins and the origin of vertebrate digits. Nature 375, 678 (Jun 22, 1995).
  16. "F. van der Hoeven, J. Zákány, D. Duboule, Gene transpositions in the HoxD complex reveal a hierarchy of regulatory controls. Cell 85, 1025 (Jun 28, 1996).
  17. M. Kmita, N. Fraudeau, Y. Herault, D. Duboule, Serial deletions and duplications suggest a mechanism for the collinearity of Hoxd genes in limbs. Nature 420, 145 (Nov 14, 2002).
  18. T. Kondo, D. Duboule, Breaking colinearity in the mouse HoxD complex. Cell 97, 407 (Apr 30, 1999).
  19. I. Palmeirim, D. Henrique, D. Ish-Horowicz, O. Pourquie, Avian hairy gene expression identifies a molecular clock linked to vertebrate segmentation and somitogenesis. Cell 91, 639 (Nov 28, 1997).
  20. J. Zakany, M. Kmita, P. Alarcon, J. L. de la Pompa, D. Duboule, Localized and transient transcription of Hox genes suggests a link between patterning and the segmentation clock. Cell 106, 207 (Jul 27, 2001).
  21. F. Spitz, F. Gonzalez, D. Duboule, A global control region defines a chromosomal regulatory landscape containing the HoxD cluster. Cell 113, 405 (May 2, 2003).
  22. T. Montavon et al., A regulatory archipelago controls Hox genes transcription in digits. Cell 147, 1132 (Nov 23, 2011).
  23. B. Tarchini, D. Duboule, Control of Hoxd genes' collinearity during early limb development. Dev Cell 10, 93 (Jan, 2006).
  24. G. Andrey et al., A switch between topological domains underlies HoxD genes collinearity in mouse limbs. Science 340, 1234167 (Jun 7, 2013).
  25. N. Soshnikova, D. Duboule, Epigenetic temporal control of mouse Hox genes in vivo. Science 324, 1320 (Jun 5, 2009).
  26. D. Noordermeer et al., The dynamic architecture of Hox gene clusters. Science 334, 222 (Oct 14, 2011).
  27. D. Duboule, Temporal colinearity and the phylotypic progression: a basis for the stability of a vertebrate Bauplan and the evolution of morphologies through heterochrony. Dev Suppl, 135 (1994).
  28. D. Duboule, The rise and fall of Hox gene clusters. Development 134, 2549 (Jul, 2007).
  29. W. de Laat, D. Duboule, Topology of mammalian developmental enhancers and their regulatory landscapes. Nature 502, 499 (Oct 24, 2013).
  30. M. Kmita, D. Duboule, Organizing axes in time and space; 25 years of colinear tinkering. Science 301, 331 (Jul 18, 2003).
  31. Scientific Program der Euro Evo Devo Wien 2014 (evodevo2014.univie.ac.at); 24.7 2014

Liens externes
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