Etude des mécanismes moléculaires impliqués dans la régulation de la transcription du gène CHOP au cours d'une carence en acides aminés

par Yoan Chérasse

Thèse de doctorat en Nutrition

Sous la direction de Alain Bruhat.

Soutenue en 2007

à Clermont Ferrand 1 .


  • Résumé

    Les cellules de mammifères régulent l'expression de leurs gènes en réponse aux modifications de leur environnement, telle une modification de la disponibilité en nutriments. Une voie de réponse ayant pour rôle de détecter et de réagir face à une carence en acides aminés a été découverte. Une carence en un acide aminé essentiel active cette voie aboutissant à l'augmentation de la traduction du facteur de transcription ATF4 (Activating Transcription Factor 4) qui va réguler spécifiquement l'expression de nombreux gènes. L'étude de la régulation de la transcription de deux gènes en particuliers, C/EBP Homologous Protein (CHOP) et Asparagine Synthetase (ASNS), au cours d'une carence en acides aminés, a permis d'obtenir de nombreuses informations. Des études précédentes ont mis en évidence l'existence d'un élément de réponse aux acides aminés (AARE) sur lequel se fixent ATF2 et ATF4, deux facteurs indispensables à l'induction de CHOP au cours d'une carence en leucine. Le but de ce travail de thèse était d'identifier de nouveaux mécanismes moléculaires impliqués dans la régulation de la transcription de CHOP au cours d'une carence en acides aminés. Au cours de ce travail nous avons montré que : (1) P300/CBP-Associated Factor (PCAF), une histone acétyl transférase, interagit avec ATF4 au cours d'une carence en acides aminés. La présence de PCAF s'avère nécessaire pour obtenir une induction maximale de CHOP au cours de la carence en leucine. (2) La fixation d'ATF2 sur l'AARE de CHOP est à l'origine de l'acétylation des histones H2B et H4 en réponse à la carence en acides aminés. Une étude cinétique a montré que la phosphorylation d'ATF2 sur son résidu Thréonine 71 précède l'acétylation des histones, la fixation d'ATF4 et l'augmentation de la transcription de CHOP. (3) Le facteur Jun Dimerization Protein 2 (JDP2) est fixé à l'AARE en condition basale. Au cours d'une carence en acides aminés, cette fixation diminue. Nous avons montré que JDP2 joue le rôle de répresseur transcriptionnel et nous avons émis l'hypothèse qu'il pouvait s'associer avec HDAC3 afin d'inhiber la transcription de CHOP.


  • Résumé

    Mammalian cells regulate gene expression in response to changes in the external environment such as nutrient availability. An amino acid (AA) response pathway designed to detect and respond to AA deficiency has been described. Limiting any essential AA initiates this signalling cascade, which leads to increased translation of a "master regulator", Activating Transcription Factor 4 (ATF4) and ultimately, to regulation of various gene expression. Most of the results have been obtained studying the transcriptional regulation of C/EBP Homologous Protein (CHOP) and Asparagine Synthetase (ASNS) gene expression in response to AA deprivation. Earlier studies have identified an Amino Acid Response Element (AARE) described to bind in vitro Activating Transcription Factor 2 (ATF2) and ATF4 which was shown to be essential for the transcriptional activation of CHOP by leucine starvation. The aim of this work was to identify new mechanisms involved in gene transcription regulation during amino acids starvation. In this work we show that: (1) P300/CBP-Associated Factor (PCAF), a histone acetyltransferase, interacts with ATF4 in AA starved cells. We demonstrate that PCAF is required to obtain maximal induction of CHOP by leucine starvation. (2) Binding of ATF2 to the CHOP AARE is correlated to acetylation of histones H4 and H2B in response to AA starvation. A time course analysis revealed that phosphorylation of ATF2 on Threonine 71 precedes histone acetylation, ATF4 binding and the increase in CHOP mRNA. (3) Jun Dimerization Protein 2 (JDP2) binds to the AARE in non starved conditions and its binding decreases following amino acids starvation. We show that JDP2 acts as a repressor and we suggest that it could be functionally associated with HDAC3 to inhibit CHOP transcription.

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  • Détails : 1 vol. (93 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 78-93

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