Anomalies moléculaires dans la macroglobulinémie de Waldenström : identification d’une mutation somatique récurrente dans le gène codant pour le facteur de transcription SPI1/PU.1 et description de ses conséquences fonctionnelles

par Damien Roos-Weil

Thèse de doctorat en Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie

Sous la direction de Olivier Bernard.

Le président du jury était Alain Delmer.

Le jury était composé de Olivier Bernard, Alain Delmer, Mary Callanan, Michel Cogné, Joëlle Wiels, Jean-Christophe Bories.

Les rapporteurs étaient Mary Callanan, Michel Cogné.


  • Résumé

    Les facteurs de transcription ETS sont divisés en sous-familles en fonction de leurs similitudes en matière de séquence protéique, de séquences de liaison à l'ADN et d’interactions avec différents cofacteurs. Ils sont régulés par des signaux extracellulaires et contribuent à divers processus cellulaires, dont la prolifération cellulaire et la transformation tumorale. Les gènes de la famille ETS sont fréquemment ciblés par des processus oncogéniques que ce soit des translocations chromosomiques ou des gains du nombre de leurs copies. Le gène PU.1/SPI1 est également ciblé par des mutations ponctuelles inactivatrices dans les hémopathies myéloïdes humaines. Nous avons étudié une mutation somatique récurrente du gène PU.1/SPI1 (c.676C>G, p.Q226E), identifiée chez environ 6% des patients atteints d’une macroglobulinémie de Waldenström (MW), un syndrome lymphoprolifératif B chronique rare. La mutation modifie les caractéristiques de liaison à l'ADN de la protéine mutante, passant des séquences classiques reconnues par SPI1 à des séquences reconnues par d’autres protéines ETS comme ETS1, et d’une liaison à des régions enhancer à une liaison à des régions promotrices. La liaison accrue du mutant de SPI1 aux régions promotrices active des programmes transcriptionnels impliquant des voies de signalisation intracellulaire généralement favorisées par d'autres membres de la famille ETS. Les conséquences fonctionnelles de cette mutation sont une augmentation de la prolifération cellulaire et une diminution de la différenciation lymphoïde B terminale dans une lignée cellulaire modèle et des échantillons primaires de MW. Nous décrivons ici un mécanisme de subversion oncogénique de la fonction d’un facteur de transcription suite à la modification subtile de la spécificité de liaison à l'ADN de la protéine mutante, menant à un arrêt de différenciation. La démonstration qu'une mutation somatique ponctuelle peut modifier l'équilibre de liaison d’un facteur de transcription à l’échelle du génome fournit un paradigme mécanistique sur la façon dont les mutations faux sens dans les gènes codant pour des facteurs de transcription pourraient être oncogéniques dans les tumeurs humaines.

  • Titre traduit

    A Recurrent Activating Missense Mutation in Waldenström Macroglobulinemia Affects the DNA Binding Sequence of the ETS Transcription Factor SPI1 and Enhances Cellular Proliferation


  • Résumé

    The ETS-domain transcription factors are divided into subfamilies based on protein similarities, DNA binding sequences and interaction with cofactors. They are regulated by extracellular clues and contribute to a variety of cellular processes, including proliferation and transformation. ETS genes are targeted by oncogenic processes through chromosomal translocations and copy number gains. The PU.1/SPI1 gene is also targeted by inactivating point mutations in human myeloid malignancies. We investigated a recurrent somatic missense mutation (Q226E) of the PU.1/SPI1 gene in Waldenström macroglobulinemia, a human B-cell lymphoproliferative disorder. The mutation changes DNA binding of the mutant protein from classical SPI1 to ETS1-like sequences, shifting the balance from binding to promoter regions from enhancers. Increased binding by mutant SPI1 at promoters activates gene expression of intracellular signaling pathways typically promoted by other ETS factor family members. The functional consequences are decreased terminal B-cell differentiation in a model cell line and primary samples. In summary, we describe oncogenic subversion of transcription factor function through subtle alteration DNA binding specificity leading to differentiation arrest. The demonstration that a somatic point mutation subtly changes the balance of genome binding provides a mechanistic paradigm for how missense mutations in transcription factor genes may be oncogenic in human tumors.


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