L'étude des mécanismes moléculaires de l'épissage alternatif du gène NXNL1 et celle de l'origine de la signalisation métabolique de RdCVF

par Najate Ait-Ali

Thèse de doctorat en Neurosciences

Sous la direction de Thierry Léveillard.

Soutenue le 20-04-2018

à Sorbonne université , dans le cadre de École doctorale Cerveau, cognition, comportement (Paris) , en partenariat avec Institut de la Vision (laboratoire) .

Le président du jury était Chahrazade El Amri.

Le jury était composé de Alain Van Dorsselaer.

Les rapporteurs étaient Muriel Perron, Sylvie Dufour.


  • Résumé

    Le gène nucleoredoxin-like 1 (NXNL1), composé de deux exons et d'un intron, code pour RdCVF lorsque l'intron est retenu et RdCVF-long (RdCVFL), une thiorédoxine active, lorsque qu'il est excisé. RdCVFL est une enzyme protégeant les photorécepteurs du stress oxydatif. RdCVF exprimé et sécrété que par les bâtonnets interagit avec son récepteur basigin 1 (BSG1) à la surface des cônes, stimule l'entrée du glucose. Dans la rétinopathie pigmentaire, les bâtonnets dégénèrent progressivement, RdCVF n'est plus exprimé et les cônes meurent. RdCVF tronqué dans le motif thiorédoxine ne possède pas d'activité thiol-oxydoréductase. Les cônes sont les ancêtres des bâtonnets. NXNL1 codait à l'origine pour RdCVFL, et les cônes des mammifères n'expriment donc plus que cette protéine. Chez l'hydre, apparue il y a 600 millions d'années, NXNL ancestral est exprimé. RdCVFL la protège contre les radicaux libres, RdCVF est exprimé, mais n'interagit pas avec basigin, il manque chez l'hydre un des acteurs de la signalisation métabolique de RdCVF. Il y a 400 millions d'années, chez la lamproie, seuls les bâtonnets expriment RdCVF. Son récepteur BSG1 se lie à RdCVF; les acteurs de la signalisation étaient donc présents chez les vertébrés anciens avec des bâtonnets fonctionnels. Le bénéfice pour la vision par l'addition d'une nouvelle fonction de NXNL1 a joué un rôle durant l'évolution de ce système. Une séquence en 3' du premier exon du gène NXNL1 lie la protéine nucléoline impliquée dans l'épissage et exprimée par les bâtonnets mais pas par les cônes. Cette protéine doit réguler l'épissage alternatif du gène NXNL1.

  • Titre traduit

    Molecular mechanisms of NXNL1 splicing and metabolic signaling at the origin of RdCVF signaling


  • Résumé

    The nucleoredoxin-like 1 gene (NXNL1), which is composed by two exons and one intron, encodes for RdCVF made from an unspliced mRNA and RdCVF-long (RdCVFL), an active thioredoxin, when the intron is excised. RdCVFL is an enzyme that protects photoreceptors against oxidative stress. RdCVF is only expressed and secreted by the rods and interacts with its receptor basigin 1 (BSG1), expressed by cones and stimulates glucose entry. So in retinitis pigmentosa, characterized by progressive rods degeneration, RdCVF is no longer expressed and cones die. RdCVF corresponds to a truncated thioredoxin-like protein with no thiol-oxidoreductase activity. According to the knowledge of retina evolution, the cones are rods ancestors and NXNL1 originally encode for the RdCVFL, and today, mammalian cones only expresses this protein. In hydra that appeared 600 million years ago, ancestral NXNL gene was found, RdCVFL protects it against free radicals attack and RdCVF already existed. But hydra basigin doesn’t interact with RdCVF, so it lacks one of the metabolic signaling actors of RdCVF in hydra. 400 million years ago, In lamprey only rods produce RdCVF. Lamprey BSG1 binds RdCVF; actors signaling were present in oldest vertebrate that present functional rods. This original alternative splicing system has played a role during evolution by adding a new function of NXNL1 gene leading to a benefit in vision. I identified a sequence in 3’ RNA of exon n°1 of NXNL1 gene that binds the nucleolin protein involved in splicing and expressed by the rods but not by the cones. This protein must regulate the NXNL1 alternative splicing.


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