Convergence des voies de signalisation wnt, fgf et tgf-beta au niveau des facteurs de transcription smad1 et smad4.

par Hadrien Demagny

Thèse de doctorat en Complexité du Vivant

Sous la direction de Frédéric Rosa et de Edward M. De Robertis.

Soutenue le 30-09-2014

à Paris 6 , dans le cadre de École doctorale Complexité du vivant (Paris) .

Le jury était composé de Emmanuel Farge, Lionel Larue, Laurent Kodjabachian.


  • Résumé

    Mon projet de thèse s’inscrit dans le cadre des études visant à comprendre comment les cellules embryonnaires intègrent les différents signaux auxquels elles sont exposées pour s’engager dans une voie de différenciation définie. Il est plus particulièrement centré sur le rôle des protéines Smad dans ces processus et peut se diviser en deux axes de recherche. Le premier a trait au rôle de Mad (Smad1) dans les interactions entre signaux Wnt (Wg) et BMP chez la drosophile. Nous avons pu démontrer que la forme Mad non phosphorylée par le récepteur BMP se lie au complexe transcriptionnel ß-catenin/dTCF et est requise pour le signal Wnt canonique. La phosphorylation de Mad par le récepteur BMP dirige Mad vers la voie BMP, créant la possibilité d’une compétition entre ces deux classes de signaux. Le second axe de recherche concerne le facteur de transcription Smad4 qui est requis pour la transduction des signaux TGF-ß et BMP. J’ai pu identifier trois sites potentiels de phosphorylation par la kinase GSK3 dans la séquence primaire de Smad4. En utilisant de nombreuses techniques de biochimie, j’ai pu montrer que Smad4 est phosphorylé par la kinase Erk, puis par GSK-3 en réponse à un signal FGF. Lorsque Smad4 est doublement phosphorylé, il est reconnu par une E3-ligase, beta-TrCP, ce qui entraine sa polyubiquitination et sa dégradation. La voie Wnt étant capable d’inhiber GSK-3, j’ai pu montrer que Smad4 est stabilisé par des signaux Wnt. Ce mécanisme augmente la sensibilité des cellules aux signaux TGF-beta lorsqu’elles reçoivent également un signal Wnt.

  • Titre traduit

    Convergence of the wnt, fgf and tgf-beta signaling pathways at the levels of the transcription factors smad1 and smad4


  • Résumé

    During my PhD I studied how cells receive and integrate multiple signals from the extracellular milieu. I focused on Smad proteins and my project can be divided into two parts. My first project was centered on the transcription factor Mad (Smad1) and its requirement for the BMP and Wg pathways. Using a combination of genetic and biochemistry experiments, we showed that Mad is required for Wg signaling both in Tcf reporter gene assays and in vivo in Drosophila. We found that the choice for Mad to transduce Dpp or Wg signals is controlled by C-terminal phosphorylations so that Mad binds to Pangolin and participates in Wg target genes transcription only when not phosphorylated at its C-terminus. This results in a competition between Dpp and Wg controlled by the phosphorylation state of Mad. My second project was focused on the tumor suppressor Smad4. When I first joined the lab, I identified three new potential GSK3 phosphorylation sites in Smad4 primary sequence. I used a home-made phospho-specific antibody to demonstrate that FGF or EGF stimulation trigger Erk-mediated phosphorylation of Smad4 which primes subsequent GSK3 phosphorylations. These phosphorylations regulate a transcription activation domain located in Smad4 linker region and generate a Wnt-regulated phosphodegron recognized by the E3 ligase beta-TrCP. This mechanism provides a means of integrating distinct pathways which would otherwise remain insulated, allowing cells to sense FGF and Wnt inputs and adapt TGF-beta outcome to their context. It provides a molecular explanation of the long-standing mystery of the “competence modifier” effect of Wnt on Nodal signals discovered 20 years ago.


Il est disponible au sein de la bibliothèque de l'établissement de soutenance.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe

Où se trouve cette thèse ?