La régulation post-transcriptionnelle des Cyclines D1, D3 et G1 par le complexe nucléaire IMP-3 dans les cancers humains

par Thaiz Dayana Rivera Vargas

Thèse de doctorat en Biochimie, Biologie Cellulaire et Moléculaire

Sous la direction de Anna Polesskaya.

Le président du jury était Jean-Pierre Rousset.

Le jury était composé de Anna Polesskaya, Jean-Pierre Rousset, Dominique Weil, Florence Besse, Marc Graille, Yegor Vassetzky.

Les rapporteurs étaient Dominique Weil, Florence Besse.


  • Résumé

    La famille des protéines IMPs (IGF2 mRNA binding proteins) compte trois membres IMP1, 2 et 3. Les IMPs participent au développement embryonnaire. IMP1 et IMP3 sont considérées comme des protéines oncofoetales. En effet, malgré leur faible expression dans les tissus adultes, elles se retrouvent fortement surexprimées dans des cellules tumorales. Malgré la forte homologie entre les membres de la famille, les IMPs présentent des différences fonctionnelles qui restent très mal comprises jusqu’à présent. De nombreuses études montrent que la protéine IMP3 est très abondante dans de nombreux cancers tels que les carcinomes utérin, rénal, pulmonaire, les hépatocarcinomes et les rhabdomyosarcomes. Ces dernières années, IMP3 est devenu un marqueur de mauvais pronostique pour les patients atteins de cancer. Au cours de ma thèse j’ai principalement travaillé sur une lignée cellulaire de rhabdomyosarcomes (RMS). Les RMS sont des tumeurs principalement pédiatriques mais qui peuvent survenir à tout âge. En outre, la moitié des patients atteints des RMS meurent dans l'année suivant leur rechute et 90% des patients meurent dans les cinq ans suivant leur rechute. De nouvelles approches thérapeutiques sont absolument nécessaires. Mon sujet de thèse consiste à comprendre par quels mécanismes moléculaires les IMPs participent au processus oncogénique des RMS embryonnaires (eRMS). Pour cela, je me suis intéressée à la régulation des cyclines par les IMPs. Dans le cadre de mon projet, j’ai étudié l’effet des IMPs sur trois cyclines différentes : D1, D3 et G1. J’ai montré qu’IMP3, à la différence des deux autres, est capable de contrôler l’expression des cyclines D1, D3 et G1 dans les eRMS, ainsi que dans huit autres lignées de cancer humain différentes. Cette régulation a également des effets sur le cycle cellulaire des eRMS, expliquant l’importance d’IMP3 dans les cancers. Par diverses approches biochimiques, j’ai démontré que, sur les trois IMPs, seule IMP3 est très enrichie dans le noyau des eRMS, dans lequel elle forme des complexes avec les ARNm des CCND1, D3 et G1. Les différents résultats obtenus suggèrent un modèle selon lequel ces interactions au sein du noyau semblent indispensables à la régulation de la traduction des trois cyclines en protégeant leurs ARNm du complexe de silencing RISC (RNA induced silencing complex) et constituent donc la clé du mécanisme par lequel IMP3 contrôle la prolifération des cellules cancéreuses.

  • Titre traduit

    Post-transcriptional regulation of cyclins D1, D3 and G1 and proliferation of human cancer cells depend on IMP-3 nuclear localization


  • Résumé

    RNA-binding proteins of the IMP family (IGF2 mRNA-binding proteins 1-3) are key post-transcriptional regulatory factors of gene expression. They are known to control cell motility, adhesion, and proliferation. In our previous work, we show that all three IMP proteins can directly bind the mRNAs of cyclins D1, D3, and G1 (CCND1, D3, and G1) in vitro. Nevertheless, only IMP-3 regulates their expression in a significant manner in vivo, thus controlling proliferation of a number of human cancer cell lines. Importantly, the nuclear localization of IMP-3 is essential for the post-transcriptional regulation of the expression of CCND1, CCND3, and CCNG1 (CCNs). To elucidate the molecular mechanisms of IMP-3- specific regulation, we have identified its protein partners in human embryonic rhabdomyosarcoma (RMS) cells. We now show that in the nucleus and in the cytoplasm, IMP-3 interacts with a number or RNA-binding nucleocytoplasmic proteins, including DHX9, PTBP1, NF90, NF110, HNRNPA1, HNRNPA2/B1 and HuR. These IMP-3 partners have a dramatic impact on the protein levels of the cyclins. Interestingly, the decrease of CCNs protein synthesis in IMP-3 depleted cells can be fully reversed by down-regulating the key proteins of RNAi machinery, such as AGO2 and GW182. These findings suggest that IMP-3- dependent RNP complexes pre-assembled in the nucleus can protect their target mRNAs from cytoplasmic RNAi-dependent repression in human cancer cells.


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