Étude de la fonction de FMRP par l'analyse de ses interacteurs

par Sabiha Abekhoukh-Achiou (Abekhoukh)

Thèse de doctorat en Interactions moléculaires et cellulaires

Sous la direction de Barbara Bardoni.

Le président du jury était Stéphane Martin.

Le jury était composé de Barbara Bardoni, Stéphane Martin, Patrizia D'Adamo, Isabelle Caillé, Mireille Melko.

Les rapporteurs étaient Patrizia D'Adamo, Isabelle Caillé.


  • Résumé

    Le Syndrome de l'X fragile (FXS) est la forme la plus fréquente de retard mental héréditaire. Il est causé par l’inactivation du gène FMR1 codant une RNA Binding Protein (FMRP) impliquée dans le contrôle de la traduction. Afin de mieux comprendre la fonction de FMRP, nous nous somme intéressé à ses interacteurs et mon travail s’est organisé en deux parties: la caractérisation de l'interaction FMRP/ARNm GRK4 et la caractérisation de la fonction neuronale de CYFIP1/2, deux protéines interacteurs de FMRP. Nous avons confirmé l'interaction FMRP/ARNm GRK4 et identifié une portion contenant deux motifs ACUK / WGGA, connu pour être de nouvelles cibles pour FMRP. FMRP se lie à GRK4 via son domaine RGG-box et régule négativement sa traduction. Dans les cellules granulaires du cervelet, GRK4 se lie au récepteur GABABR(GBR), induisant sa désensibilisation. Sachant l’importance de la signalisation GBR du cervelet dans la coordination motrice, un niveau élevé de GRK4 peut contribuer au déficit de l'apprentissage moteur et la coordination des mouvements dans FXS. Nous avons également caractérisé la fonction neuronale de CYFIP1/2 en induisant leur knockdown (KD). Ces protéines appartiennent au complexe WAVE (WRC) qui est impliqué dans la régulation de l’établissement de la polarité axonale et dendritique. Nous avons identifié un mécanisme de co-régulation de la transcription des ARNm codant les membres du WRC lors de l’altération de l'expression de CYFIP1/2. Le KD CYFIP1/2 modifie également neuronale ramification et connectivités. L'interaction de FMRP/CYFIP1/2 permettrait de comprendre les mécanismes impliqués dans le développement des anomalies des épines dendritiques dans FXS.

  • Titre traduit

    Function of FMRP by analyzing its interactors


  • Résumé

    Fragile X syndrome (FXS) is the most common form of inherited mental retardation. It is caused by the silencing of the FMR1 gene, which encodes for an RNA-binding protein (FMRP) involved in translational control. To better understand the function of FMRP, we are interested in its interactors and so my work was organized into two main parts: the characterization of the interaction between FMRP and GRK4 mRNA and the characterization of the neuronal function of CYFIP1/2, two FMRP interacting proteins. We confirmed in vivo and in vitro the FMRP/ GRK4 mRNA interaction and identified a portion containing two ACUK/WGGA motifs, known to be a novel targets for FMRP. FMRP binds this target via its RGG box domain and negatively modulates the expression of GRK4 at the translational level only in cerebellum. In cerebellar granule cells, GRK4 interacts directly with the GABAB receptor (GBR), promoting its desensitization. Since in cerebellum GBR signaling has a relevant role in motor coordination, an elevated level of GRK4 can contribute to deficits of motor learning and movement coordination in FXS. Next, we characterized the function of CYFIP1/2 in neurons by inducing their knockdown (KD). CYFIP1/2 are components of the canonical WAVE regulatory complex (WRC), important in the spatiotemporal regulation of actin dynamics to get correct axonal and dendrites polarity and branching. We identified a co-regulation of transcription of mRNA coding the WRC members when the expression of CYFIP1/2 is disturbed. KD CYFIP1/2 also alters neuronal branching. The FMRP/CYFIP1/2 interaction would allow us to understand the mechanisms involved in the development of dendritic spines abnormalities in FXS.

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