Etude de la dynamique de O-GlcNAcylation et identification de protéines différentiellement O-GlcNAcylées au cours de la transition G1/S du cycle cellulaire de cellules épithéliales humaines

par Ludivine Drougat

Thèse de doctorat en Sciences de la Vie et de la Santé

Soutenue le 07-12-2012

à Lille 1 , dans le cadre de École doctorale Biologie-Santé (Lille) , en partenariat avec Unité de glycobiologie structurale et fondamentale (UGSF) (laboratoire) .


  • Résumé

    La O-GlcNAcylation est une glycosylation dynamique et réversible sous le contrôle de la O-GlcNAc Transférase (OGT) qui transfère un résidu de GlcNAc sur les Ser/Thr de protéines intracellulaires, et de la O-GlcNAcase (OGA). Plusieurs travaux dont ceux de notre équipe ont montré l'importance de la dynamique de O-GlcNAcylation pour la progression normale du cycle cellulaire, et plus particulièrement de la mitose. L’objectif de mes travaux de thèse était de comprendre comment la balance O-GlcNAc participe au contrôle des étapes précoces du cycle cellulaire. J’ai d’abord montré dans différentes lignées cellulaires que l’entrée en phase S s’accompagne d’une baisse marquée du niveau de O-GlcNAc, corrélée à une augmentation de l’expression et de l’activité de l’OGA endogène. Par protéomique, 58 protéines cytosoliques et nucléaires différentiellement O-GlcNAcylées à la transition G1/S ont ensuite été identifiées dans les cellules MCF7 synchronisées. Ces protéines interviennent dans des processus cellulaires essentiels à la phase G1 dont la régulation de la transcription, de la traduction et de la mise en conformation des protéines, et de la réplication de l’ADN. Par immunoprécipitation, les variations O-GlcNAc dépendantes du cycle cellulaire ont été confirmées sur les protéines cytosoliques CK8, hnRNP K et Caprine 1, et sur les protéines nucléaires du complexe de pré-réplication, MCM-3, -4, -6, et -7. Ces travaux montrent donc que la transition G1/S est étroitement liée à la dynamique de O-GlcNAcylation et soulignent un rôle potentiel de cette glycosylation dans le contrôle de l’initiation de la réplication de l’ADN et par là même, dans le maintien de l'intégrité génomique.

  • Titre traduit

    Characterization of O-GlcNAc cycling and proteomic identification of differentially O-GlcNAcylated proteins during G1/S transition in human epithelial cells


  • Résumé

    O-GlcNAcylation is a highly dynamic and reversible glycosylation which is governed by O-GlcNAc Transferase (OGT) that transfers the N-acetylglucosamine (GlcNAc) residue onto Ser/Thr of intracellular proteins, and O-GlcNAcase (OGA). Over the last decade, we and others have shown that dynamics of O-GlcNAcylation was important in regulating the cell cycle progression, and more particularly the mitosis events. The aim of my work was to explore how O-GlcNAc balance is implicated in the control of cellular proliferation by focusing on the early steps in the cell cycle. We highlighted in several cell lines that S-phase entry is associated with a marked decrease in the overall level of O-GlcNAcylated proteins, concordant with an increase in both the expression and activity of endogenous OGA. Then, using a proteomic approach we identified 58 cytoplasmic and nuclear proteins differentially O-GlcNAcylated between G0, G1 and S phases. These proteins are involved in key cellular functions that are essential for G1 and S progression, such as protein folding and translation, transcription or DNA replication. By immunoprecipitation, we further confirmed the cell cycle-dependent O-GlcNAc variations of CK8, hnRNP K, Caprin-1, and MCM -3, -4, -6, and -7 proteins which are part of the pre-replicative complex. To conclude, this study shows that there is a close link between the dynamics of O-GlcNAc and G1/S transition and provides a descriptive overview of differentially O-GlcNAcylated proteins at the G1/S transition, highlighting a potential role of O-GlcNAcylation in the initiation of DNA synthesis and therefore, in the maintenance of genome integrity.


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