REGULATION POST- TRANSCRIPTIONNELLES ET CANCER

REGULATION POSTTRANSCRIPTIONNELLES ET
CANCER
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Yann Audic, CNRS UMR 6061
-
Régulations Post-transcriptionnelles
-
Régulation stabilité et traduction d'oncogènes
c-fos
c-myc
-
Syndrome de Von-hippel-Lindau
2
Du GENE à la PROTEINE
ADN
Transcription
AAAAAAA...AAA
pre-ARNm
Epissage
ARNm
AAAAAAA...AAA
Export
Degradation
AAAAAAA...AAA
AAAAAAA...AAA
Translation
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Du GENE à la PROTEINE
ADN
Transcription
AAAAAAA...AAA
pre-ARNm
Epissage
ARNm
AAAAAAA...AAA
Export
Degradation
AAAAAAA...AAA
AAAAAAA...AAA
Translation
4
Du GENE à la PROTEINE
ADN
Transcription
AAAAAAA...AAA
pre-ARNm
Epissage
ARNm
AAAAAAA...AAA
Export
Degradation
AAAAAAA...AAA
AAAAAAA...AAA
Translation
5
Voies de dégradation des ARNm
6
Newbury SF, 2006
INITIATION DE LA TRADUCTION CAP-DEPENDANTE
7
DeMoor, 2005
RNABP
C
5'UTR
PHASE CODANTE
RE
AAA...AAA
3'UTR
8
TRADUCTION
RNABP
C
5'UTR
PHASE CODANTE
RE
AAA...AAA
3'UTR
DEGRADATION
9
TRADUCTION
RNABP
C
5'UTR
PHASE CODANTE
RE
AAA...AAA
3'UTR
DESADENYLATION
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C-fos
C-fos est un gène de réponse précoce codant pour une des sous-unité du
facteur de Transcription AP1
Human epidermoid carcinoma cells/EGF treated (t0)
1) Transcription activable et réprimable rapidement et avec une forte activité
2) Un ARNm Instable
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L'ARNm c-fos contient 2 éléments de régulation Post-transcriptionnelle
5'UTR
C
3'UTR
CRD
ARE
AAA...AAAAAA
UUUUAUUGUGUUUUUAAUUUAUUUAUUAAGAUGGAUUCUCAGAUAUUUAUAUUUUUAUUUUAUUUUUUU
1) l'AU-Rich Element :
-Les ARE sont présent dans de nombreux ARNm codant pour des Cytokines, Oncogènes ou Facteurs de croissances.
-Ce sont des platesformes de fixation pour des facteurs régulateurs (environ une dizaine différents sont connus).
Soit des protéines induisant la désadénylation puis dégradation de l'ARNm (AUF1, TTP,...)
Soit des protéines stabilisant l'ARNm (HuR).
Soit des protéines bloquant la traduction.
Ceci peut dépendre du type cellulaire ou des conditions physiologiques.
2) L'importance de l'ARE est démontré par a) sa délétion rend c-fos oncogénique et peut induire la transformation de
fibroblastes (Meijlink et al.1985), b)Le pendant viral de c-fos (FBJ osteosarcoma virus) ne contient pas d'ARE et induit
des tumeurs osseuses.
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ARE-BP et leurs cibles
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Le déterminant d'instabilité de la phase codante
1) Le blocage global de la traduction (cycloheximide) ou le blocage spécifique de la traduction de c-fos (insertion
structure tige-boucle stable dans la 5'UTR) stabilise l'ARNm. Cet effet est dépendant de la présence d'un élément
dans la phase codante.
2) Cet élément de 87 nt fonctionne même s'il n'est pas en phase.
3) il s'associe à UNR, HnRNPD( AUF1), NSAP1, PAIP1, PABP1.
Chang,Genes and Development 2004
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C-Myc
C-myc est surexprimé dans de nombreuses formes de tumeurs soit en lien avec
des duplications, des cassures chromosomiques.
L'expression de c-myc est contrôlée largement au niveau transcriptionnel par
l'existence de 4 promoteurs différents, tandis qu'un contrôle de sa stabilité et
de sa traductibilité assure une expression limitée cet oncogène très actif.
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C-myc est un facteur de transcription qui après dimérisation avec ses
partenaires peut activer ou réprimer la transcription.
5'UTR
3'UTR
CRD
C
I
R
E
S
ARE
AAA...AAAAAA
3 SEQUENCES REGULATRICES DIFFERENTES
1) Un site d'initiation interne de la traduction (IRES)
2) Un déterminant de stabilité dans la phase codante
3) Un ARE
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- Le CRD contient des codons rares favorisant le ralentissement de la
traduction.
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CRD-BP /hVICKZ-1
- CRD-BP appartient à une large famille de protéine à domaine KH
(HnRNP K homology domain).
-Elle a été identifié séparément comme KOC (KH-domain protein overexpressed in cancer).
-Quelques ARNm cibles de cette protéine sont identifiés :
c-myc, IGF-2, FMR1, Semaphorin 3F.
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CRDBP expression
C-myc expression
-Une analyse extensive de tissus issus de tumeurs primaires de cancer du sein (118
cas) presentaient dans 60 % des cas une surexpression de CRD-BP. Sur 21
adenocarcinomes de cancer du colon, 17 (81%) présentait une surexpression de
CRD-BP.
-L'expression ectopique de CRD-BP dans le tissu mammaire de souris transgénique
induit des tumeurs mammaires. C-myc n'etait pas affecté mais IGFII était
surexprimé.
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Von Hippel-Lindau proteine
1) Le syndrome de VHL est une maladie héréditaire autosomale
dominante (OMIM 193300) et les individus affectés présentent des
prédisposition aux cancer de type rénaux, pancreatique ou au cerveau.
2) pVHL est un supresseur de tumeur puisque son absence favorise
l'apparition de tumeur.
3)pVHL participe dans un complexe fonctionnant comme une E3ubiquitin ligase impliquée dans l'addition d'ubiquitin sur des protéines
destinées à être dégradée par le protéasome.
4) Une cible principale et très étudiée
est le facteur de transcription HIF1-alpha
5) La stabilité et la traduction d'un certain nombre de facteur de
croissance (TGF alpha, beta, VEGF) est accrue en absence de pVHL
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pVHL
?
STABILITE
ARNm TGF, VEGF
?
TRADUCTION
ARNm TNFalpha
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pVHL
GENE VEGF
ARNm VEGF
HIF1alpha
VEGF
Expression constitutive
pVHL
HIF1alpha
Expression
Oxygène-dependante
GENE VEGF
ARNm VEGF
VEGF
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HIF1alpha
pVHL
GENE VEGF
VEGF
ARNm VEGF
Expression constitutive
Hypoxie
pVHL
GENE VEGF
ARNm VEGF
HIF1alpha
VEGF
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Diminution du complexe ARN/Protéine
en conditions hypoxique
25
pVHL
?
STABILITE
ARNm VEGF
TRADUCTION
ARNm TNFalpha
26
PVHL réprime TNF alpha traduction via
la 3'UTR
Galban et al., 2003
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pVHL
3'UTR dépendante
STABILITE
ARNm VEGF
TRADUCTION
ARNm TNFalpha
QUELS SONT LES FACTEURS ASSOCIES ?
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TNF alpha 3'UTR s'associe à TIA1,
un represseur traductionnel
VEGF mRNA s'associe à HuR et
inhibe l'association de HuR à
VEGF.
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CONCLUSIONS
- Les Régulations Post-transcriptionnelles apportent un niveau
supplémentaire de complexité dans les régulations de l'expression des
gènes.
- Elles sont indispensables à la régulation correcte d'acteurs
centraux de la prolifération cellulaire
- Les acteurs de ces Régulations, séquences cis et protéines de
liaisons aux ARN, pourront peut-être être des cibles thérapeutique
pour inhiber l'expression de tel ou tel ARN ou au contraire l'activer.
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