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Post-Transcriptional Regulation of Transcription Factor Codes in Immature Neurons Drives Neuronal Diversity

37 Pages Posted: 7 Mar 2022 Publication Status: Published

See all articles by Wenyue Guan

Wenyue Guan

Université Lyon 1 - Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon

Stéphanie Bellemin

Université Lyon 1 - Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon

Mathilde Bouchet

Université Lyon 1 - Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon

Lalanti Venkatasubramanian

Columbia University

Camille Guillermin

Université Lyon 1 - Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon

Anne Laurençon

Université Lyon 1 - Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon

Kabir Chérif

Université Lyon 1 - Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon

Aurélien Darnas

Université Lyon 1 - Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon

Christophe Godin

Université Perpignan Via Domitia - Laboratoire Génome et Développement des Plantes

Séverine Urdy

Université Lyon 1 - Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon

Richard Mann

Columbia University - Mortimer B. Zuckerman Mind, Brain and Behavior Institute

Jonathan Enriquez

Université Lyon 1 - Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon

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Abstract

How the vast array of neuronal diversity is generated remains an unsolved problem. Here, we investigated how 29 morphologically distinct leg motoneurons are generated from a single stem cell in Drosophila. We identified 19 transcription factor (TF) codes expressed in immature motoneurons just before their morphological differentiation. We demonstrated with the help of genetic manipulations and a novel computational tool that the TFs codes are progressively established in iMNs as a function of their birth order. Comparison of RNA and protein expression patterns of multiple TFs revealed that post-transcriptional regulation plays an essential role in shaping these TF codes. We showed for the first time that two RNA binding proteins, Imp and Syp, are expressed in opposite gradients in immature post-mitotic motoneurons and control the translation of multiple TFs. The varying sensitivity of TF mRNAs to the opposite gradients of Imp and Syp in immature motoneurons decrypts these gradients into distinct TF codes, which in turn establish the connectome between motoneuron axons and their target muscles.

Keywords: Neuronal diversity, Transcription Factor (TF) codes, post-transcriptional regulation, RNA binding proteins, Immature post-mitotic motoneurons

Suggested Citation

Guan, Wenyue and Bellemin, Stéphanie and Bouchet, Mathilde and Venkatasubramanian, Lalanti and Guillermin, Camille and Laurençon, Anne and Chérif, Kabir and Darnas, Aurélien and Godin, Christophe and Urdy, Séverine and Mann, Richard and Enriquez, Jonathan, Post-Transcriptional Regulation of Transcription Factor Codes in Immature Neurons Drives Neuronal Diversity. Available at SSRN: https://ssrn.com/abstract=4052005 or http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.4052005
This version of the paper has not been formally peer reviewed.

Wenyue Guan

Université Lyon 1 - Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon ( email )

France

Stéphanie Bellemin

Université Lyon 1 - Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon ( email )

France

Mathilde Bouchet

Université Lyon 1 - Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon ( email )

France

Lalanti Venkatasubramanian

Columbia University ( email )

3022 Broadway
New York, NY 10027
United States

Camille Guillermin

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France

Anne Laurençon

Université Lyon 1 - Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon ( email )

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Kabir Chérif

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Aurélien Darnas

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France

Christophe Godin

Université Perpignan Via Domitia - Laboratoire Génome et Développement des Plantes ( email )

France

Séverine Urdy

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France

Richard Mann

Columbia University - Mortimer B. Zuckerman Mind, Brain and Behavior Institute ( email )

New York, NY
United States

Jonathan Enriquez (Contact Author)

Université Lyon 1 - Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon ( email )

France

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