REGULATION POST- TRANSCRIPTIONNELLES ET CANCER 1 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 Transcription Epissage AAAAAAA...AAA Export AAAAAAA...AAA AAAAAAA...AAA ARNm Degradation ADN pre-arnm AAAAAAA...AAA Translation 3
Du GENE à la PROTEINE Transcription Epissage AAAAAAA...AAA Export AAAAAAA...AAA AAAAAAA...AAA ARNm Degradation ADN pre-arnm AAAAAAA...AAA Translation 4
Du GENE à la PROTEINE Transcription Epissage AAAAAAA...AAA Export AAAAAAA...AAA AAAAAAA...AAA ARNm Degradation ADN pre-arnm AAAAAAA...AAA Translation 5
Voies de dégradation des ARNm Newbury SF, 2006 6
INITIATION DE LA TRADUCTION CAP-DEPENDANTE 7 DeMoor, 2005
RNABP C 5'UTR PHASE CODANTE RE 3'UTR AAA...AAA 8
TRADUCTION C PHASE CODANTE 5'UTR RNABP RE 3'UTR AAA...AAA DEGRADATION 9
TRADUCTION C PHASE CODANTE 5'UTR RNABP RE 3'UTR AAA...AAA DESADENYLATION 10
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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 12
L'ARNm c-fos contient 2 éléments de régulation Post-transcriptionnelle 5'UTR 3'UTR C 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. 13
ARE-BP et leurs cibles 14
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 15
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. 16
C-myc est un facteur de transcription qui après dimérisation avec ses partenaires peut activer ou réprimer la transcription. 5'UTR 3'UTR C I R E S CRD 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 17
- Le CRD contient des codons rares favorisant le ralentissement de la traduction. 18
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. 19
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. 20
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 E3- ubiquitin 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 21
pvhl?? STABILITE ARNm TGF, VEGF TRADUCTION ARNm TNFalpha 22
pvhl HIF1alpha GENE VEGF ARNm VEGF VEGF Expression constitutive pvhl HIF1alpha Expression Oxygène-dependante GENE VEGF ARNm VEGF VEGF 23
pvhl HIF1alpha GENE VEGF ARNm VEGF VEGF Expression constitutive Hypoxie pvhl HIF1alpha GENE VEGF ARNm VEGF VEGF 24
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 27
pvhl 3'UTR dépendante STABILITE ARNm VEGF TRADUCTION ARNm TNFalpha QUELS SONT LES FACTEURS ASSOCIES? 28
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. 29
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. 30
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