FOXL2 constitue un gène majeur de la différenciation et de la fonction ovarienne. Chez l’Homme, l’haploinsuffisance de ce gène induit des malformations palpébrales qui peuvent être associées ou non à une insuffisance ovarienne prématurée (BPES de type I ou II). Dans certains cas, des anomalies de l’expression de FOXL2 sont liées à des délétions de régions situées très en amont du gène, témoignant de la présence d’activateurs distaux. L’existence de cette régulation à longue distance a aussi été mise en évidence dans l’espèce caprine par notre équipe. La mutation naturelle PIS (Polled Intersex Syndrome) induit à l’état homozygote l’absence d’expression du gène FOXL2 dans les gonades XX, conduisant au développement de testicules à la place d’ovaires. Ainsi, au cours de mon doctorat j’ai été amenée à travailler sur deux aspects différents : (i) l’analyse des cibles/voies activées par FOXL2 dans la gonade, et (ii) l’étude de la régulation à distance de l’expression de FOXL2.En ce qui concerne le premier point, l’analyse du rôle d’un gène candidat, Dmxl2, chez la souris a nécessité la mise en place d’une invalidation conditionnelle de ce gène (Knock-out ou KO) dans les gonades (le KO total étant létal à la naissance). Chez les mâles, une diminution de 60% de la production de spermatozoïdes a été observée à la puberté pendant la première vague de spermatogénèse.En ce qui concerne le second point, l’étude d’une région régulatrice potentielle de l’expression de FOXL2 a permis de définir des éléments très conservés présentant un profil épigénétique caractéristique de régions de type « enhancers ». J’ai ensuite établi un modèle in vitro « d’édition de l’épigénome » du locus FOXL2, en utilisant la technologie CRISPR/dCas9-p300 pour modifier la marque épigénétique H3K27ac et activer l’expression de ce gène. A long terme, ces travaux pourraient aboutir à la création de « médicaments épigénétiques » pour soutenir l’expression de FOXL2 et rétablir la fertilité des patientes atteintes d’une mutation de ce gène. / FOXL2 is a major gene for ovarian differentiation and functions. In humans, FOXL2 haploinsufficiency induces eyelid malformations with or without premature ovarian failure (BPES type I or II). In some cases, abnormalities of FOXL2 expression are related to deletions of regions located far upstream of this gene, indicating the presence of distal activators. The existence of this long-range regulation has also been demonstrated in the goat species by our laboratory. The natural mutation PIS (Polled Intersex Syndrome) when homozygous induces the silencing of FOXL2 expression in XX gonads, leading to the development of testes instead of ovaries. Thus, during my PhD, I worked on two different aspects: (i) the analysis of FOXL2-activated targets/pathways in the gonad, and (ii) the study of the long-range regulation of FOXL2 expression.Regarding the first point, gene function analysis of the candidate gene Dmx12 required the establishment of a conditional knock-out in the mouse gonad (Dmxl2 total KO is lethal at birth). In males, a 60% decrease in sperm production was observed at puberty during the first wave of spermatogenesis.Regarding the second point, the study of a putative regulatory region of FOXL2 expression allowed to define highly conserved elements harbouring typical enhancer epigenetic profile. Then, I established an in vitro model of FOXL2 locus “epigenome editing”, using the CRISPR/dCas9-p300 technology to modify the epigenetic mark H3K27ac. In the long term, this work may lead to the development of "epigenetic drugs" to support the expression of FOXL2 and restore the fertility of patients with a mutation of this gene.

FOXL2 est un facteur de transcription crucial pour la fonction ovarienne. Dans l'espèce humaine, des mutations hétérozygotes de ce gène sont responsables de la survenue d'un syndrome associant des malformations des paupières à une insuffisance ovarienne prématurée. De même chez la souris, l'invalidation totale de Foxl2 conduit à un blocage de la folliculogenèse et donc à une infertilité femelle. Chez la chèvre, la mutation Polled Intersex Syndrome (PIS) engendre le silence transcriptionnel de FOXL2 dans les gonades XX PIS-/- ce qui conduit à une inversion sexuelle et à la différenciation de testicules à la place d'ovaires chez les animaux génétiquement femelles homozygotes pour la mutation (inversion sexuelle de type mâle XX). FOXL2 est donc déterminant pour la différenciation ovarienne très précocement au cours du développement dans l'espèce caprine, alors qu'il ne semble impliqué que plus tardivement dans l'établissement de la fertilité chez la souris et la femme. Afin de comprendre ces différences entre espèces, nous avons recherché quels étaient les gènes et les voies de signalisation régulés par FOXL2 dans l'ovaire de chèvre au début de sa différenciation. Grâce à un séquençage à haut-débit des transcrits présents dans trois types de gonades caprines (testicules XY, ovaires XX et gonades XX PIS-/- (qui n'expriment pas FOXL2)) au début de leur différenciation, nous avons pu (i) mieux caractériser le rôle de FOXL2 dans l'ovaire caprin et montrer qu'il y agit avant tout comme un facteur anti-testiculaire, et (ii) mettre en évidence de nouveaux gènes pro-ovariens comme DMXL2 et étudier son rôle putatif dans la fonction ovarienne grâce à des expériences fonctionnelles chez la souris. / FOXL2 is a transcription factor which is crucial for the ovary. In humans, heterozygous mutations are responsible for the BPES syndrome characterized by eyelid anomalies and premature ovarian failure. Similarly in mice, Foxl2 invalidation leads to complete folliculogenesis disruption and female infertility. In the goat, the Polled Intersex Syndrome mutation is responsible for the transcriptional silencing of FOXL2 in XX PIS-/- gonads that leads to female-to-male sex reversal and the differentiation of testes instead of ovaries in genetically female animals homozygous for the mutation. Thus, FOXL2 is determining for ovarian differentiation early during development in goats, whereas it is involved in fertility tardily in mice and women. In order to understand these species-specific differences, we searched for the genes and pathways regulated by FOXL2 in early goat ovaries. Thanks to RNA-sequencing of goat XY testes, XX ovaries and XX PIS-/- gonads (lacking FOXL2) at the beginning of their differentiation, we were able to (i) better characterize the role of FOXL2 in goat ovaries and show that it acts mainly as an anti-testis factor, and (ii) highlight new pro-ovarian genes like DMXL2, and study its putative role during ovarian development using functional experiments in the mouse.