David-Alexandre Trégouët, University of Bordeaux

David-Alexandre Trégouët, PhD

Head of the Team Molecular Epidemiology of Vascular and Brain Disorders
Bordeaux Population Health Research Center
University of Bordeaux, Inserm UMR 1219
 

L’interprétation des variants non-codants est encore un vrai défi dans le diagnostic moléculaire des maladies génétiques. Plusieurs travaux récents ont mis en lumière comment les variants situés dans les 5'UTR et altérant les cadres de lecture ouverts anticipés (upORF, upstream Open Reading Frames) affectent les taux de protéines et peuvent être pathogènes. Malgré cela, l’identification et la caractérisation de ce type de variations parmi la quantité de données génétiques produites restent difficiles à mettre en oeuvre.  
Il existe trois principaux types d'upORFs: ceux entièrement situés dans le 5’UTR (fully upstream upORFs ou uORFs) lorsque le site d’initiation de la traduction (uTIS, upstream Translation Initiation Site) et le codon stop (uStop, upstream Stop Codon) sont situés dans le 5'UTR; les upORFs chevauchant la séquence codante (uoORF, upstream overlapping ORF) lorsque l'uStop est situé au sein de la séquence codante (CDS) ; et les CDS allongés (eCDS, elongated CDS) lorsque l'uTIS est en phase avec le CDS et est associé au même codon stop que ce dernier. Ces différents upORFs peuvent commencer par le TIS canonique (AUG) mais également par des TIS non canoniques différents de l’AUG par un seul nucléotide.  
Notre groupe a récemment développé le logiciel MORFEE permettant la détection de toute substitution ponctuelle (SNV, single nucleotide variant) pouvant créer des uTIS ou supprimer ou créer des uStop dans le 5’UTR d’un transcrit. Nous avons ensuite appliqué MORFEE à l’ensemble des SNVs possibles (i.e. saturation mutationnelle in silico) dans le 5’UTR d’ ~18000 gènes. La base de données qui en résulte (MORFEEdb) contient 19 422 215 variations (37% des variants étudiés) pouvant créer ou modifier des upORFs. Le croisement des bases MORFEEdb et ClinVar indique qu’au moins 40% des variants 5’UTR de ClinVar pourraient altérer des upORFs, plus de la moitié de ces variants étant de signification indéterminée (VUS : variant of uncertain significance). En outre, l’analyse par MORFEE des résultats de grandes études d’association génétique de type "protéogénomique" réalisées sur des dizaines de milliers de sujets suggère qu’~2% des variations génétiques fréquentes associées à des taux de protéines sont des variants pouvant altérer des upORFs.  
Dans ma présentation, je reviendrai sur ces notions de variants altérant des upORFs et illustrerai sur des cas concrets l’intérêt de MORFEE et MORFEEdb pour non seulement identifier de nouveaux variants pathogènes responsables de maladies rares (thrombophilie, maladie de Rendu-Osler, Neurofibromatose) mais également pour faciliter l’identification et la caractérisation expérimentale de variants fréquents impliqués dans les maladies complexes.