Le complexe IMP3 protège ses ARNm cibles de la répression traductionnelle dépendante de Argonaute/GW182/miRNA

par Evgeny Deforzh

Thèse de doctorat en Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie

Sous la direction de Anna Polesskaya.

Le président du jury était Yegor Vassetzky.

Le jury était composé de Anna Polesskaya, Yegor Vassetzky, Daniel Gautheret, Slimane Ait-Si-Ali, Isabelle Dusanter-Fourt.

Les rapporteurs étaient Daniel Gautheret, Slimane Ait-Si-Ali.


  • Résumé

    Les protéines se liant à l’ARN de la famille IMP sont les protéines oncofoetales conservées, qui régulent le transport, la stabilité et la traduction de plusieurs ARNm cibles. Les IMPs sont impliqués dans la tumorigenèse et dans le développement embryonnaire par le contrôle de la prolifération cellulaire, la différenciation, la migration, la polarisation et d`autres processus cellulaires. IMP-3 est difficilement détectable dans des tissus adultes normaux, mais il est surexprimé dans les nombreux cancers, où il a été caractérisé comme un marqueur d’agressivité et de la croissance tumorale rapide, ainsi que d’un pronostic défavorable pour les patients. Dans notre étude, nous avons utilisé une lignée cellulaire RD de rhabdomyosarcome (RMS), où IMPs étaient initialement décrits comme des protéines régulatrices de l`ARNm de IGF-2. Nous avons essayé d'élucider le mécanisme par lequel IMP3 régule l’expression des cyclines D1 et D3, contribuant ainsi à la compréhension des processus oncogéniques dans les RMS et autres cancers.Nous avons montré que IMP3 régule l'expression des cyclines D1 et D3 d'une manière significative in vivo. Nous avons également démontré, qu'en absence de IMP3, les ARNm des cyclines sont exportés vers le cytoplasme et s’associent avec les polyribosomes, mais ne sont pas traduits. En outre, l'inhibition d`IMP3 n'a pas d'influence sur la stabilité des ARNm des cyclines. Nous démontrons que dans des cellules cancéreuses humaines, IMP3 interagit avec plusieurs protéines se liant à l'ARN, et que nombre de ces protéines a un effet sul l’expression des cyclines, ce que suggère l'existence d'un complexe régulateur multiprotéique sur les 3'UTR des cyclines D1 et D3. Nos résultat montrent que l'inhibition de deux protéines clés de RNA-induced silencing complex (RISC) (AGO2 et GW182/TNRC6), rétablit les niveaux d'expression des cyclines D1 et D3, qui ont été considérablement diminués en l’absence d’IMP3 ou de ses partenaires protéiques ILF3/NF90 et PTBP1. Nous concluons que les complexes d`IMP3 et RISC peuvent concourir pour la régulation des ARNm des cyclines. Nous avons également identifié les miARNs qui peuvent être impliqués dans ce processus, ainsi que les domaines fonctionnellement importants dans les 3 'UTR des cyclines, où se passe la competition entre les complexes d’IMP-3 et RISC. Nos résultats sont compatibles avec l'existence de IMP3 - contenant complexe multiprotéique, qui est associé à 3'UTRs des cyclines et régule leur traduction en les protégeant contre la répression traductionnelle par miRISC.

  • Titre traduit

    IMP-3 Complex Protects its Target mRNAs from Argonaute/GW182/miRNA-Dependent Translational Repression


  • Résumé

    RNA-binding proteins of the IMP family (IGF2 mRNA-binding proteins 1-3) are conserved oncofetal proteins, regulating transport, stability and decay of multiple mRNAs. IMPs are involved in embryonic developement and tumorigenesis by controlling cell proliferation, differentation, migration, polarization and many other important aspects of cell function. IMP-3 is hardly detectable in normal adult tissues, but is overexpressed in many cancers, where it has been reported as a marker of tumor aggressiveness, rapid growth, and bad prognosis for patients. In our research we utilized a rhabdomyosarcoma (RMS) cell line RD, where IMPs were first described as IGF-2 mRNA regulating proteins. We aimed to elucidate the mechanism by which IMP3 regulates the expression of cyclins D1 and D3, thereby contributing to the understanding of oncogenic processes in RMS.In this study, we show that IMP3 regulates the expression of cyclin D1 and D3 in a significant manner in vivo. We also demonstrate that in the absence of IMP3, the mRNAs of the cyclins are exported to the cytoplasm and associated with polyribosomes, but not translated. IMP3 inhibition does not influence the stability of cyclin mRNAs. We demonstrate that in human cancer cells, IMP3 interacts with multiple RNA-binding proteins, and that a number of these IMP-3 partners impacts on the expression of cyclins D1 and D3. These observations suggest the existence of a regulatory IMP-3 containing RNP complex on the 3’UTR of mRNAs of cyclin D1 and D3. Our results show that an inhibition of two key proteins of RNA-induced silencing complex (RISC) (AGO2 and GW182/TNRC6) rescues the expression of cyclin D1 and D3 proteins, which is significantly decreased in the absence of IMP3 or its protein partners ILF3/NF90 and PTBP1. Therefore, IMP3 and RISC complexes can compete for cyclin mRNAs translational repression/activation. We also identified a number of miRNAs that can be involved in this process, and characterized functionally important regions within 3’ UTRs of the cyclins, where the competition between IMP-3 and RISC complexes takes place. Our results are consistent with the existence of IMP3 - containing multiprotein complex, which is associated with 3’UTRs of the cyclins and regulates their translation by protecting them from miRISC-dependent translational repression.


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