Alternative splicing by hnRNP L as a new modulator of hematopoietic cell differentiation, survival and migration

Les modifications post-transcriptionnelles de l’ARN messager (ARNm), comme l’épissage alternatif, jouent un rôle important dans la régulation du développement embryonnaire, de la fonction cellulaire et de l’immunité. De nouvelles évidences révèlent que l’épissage alternatif serait également impliqué dans la régulation de la maturation et de l’activation des cellules du système hématopoïétique. Le facteur hnRNP L a été identifié comme étant le principal régulateur de l’épissage alternatif du gène codant pour le récepteur CD45 in vitro. Le récepteur CD45 est une tyrosine phosphatase exprimée par toutes les cellules du système hématopoïétique qui contrôle le développement et l’activation des lymphocytes T. Dans un premier temps, nous avons étudié la fonction du facteur hnRNP L dans le développement des lymphocytes T et dans l’épissage de l’ARNm de CD45 in vivo en utilisant des souris dont le gène de hnRNP L a été supprimé spécifiquement dans les cellules T. La délétion de hnRNP L dans les thymocytes résulte en une expression aberrante des différents isoformes de CD45 avec une prédominance de l'isoforme CD45RA qui est généralement absent dans le thymus. Une conséquence de la délétion de hnRNP L est une diminution de la cellularité du thymus causée par un blocage partiel du développement des cellules pré-T au stade DN4. Cette réduction du nombre de cellules dans le thymus n’est pas liée à une hausse de la mort cellulaire. Les thymocytes déficients pour hnRNP L démontrent plutôt une prolifération augmentée comparée aux thymocytes sauvages due à une hyper-activation des kinases Lck, Erk1/2 et Akt. De plus, la délétion de hnRNP L dans le thymus cause une perte des cellules T en périphérie. Les résultats des expériences in vitro suggèrent que cette perte est principalement due à un défaut de migration des thymocytes déficients pour hnRNP L du thymus vers la périphérie en réponse aux chimiokines. L’épissage alternatif de CD45 ne peut expliquer ce phénotype mais l’identification de cibles par RNA-Seq a révélé un rôle de hnRNP L dans la régulation de l’épissage alternatif de facteurs impliqués dans la polymérisation de l’actine. Dans un second temps, nous avons étudié le rôle de hnRNP L dans l’hématopoïèse en utilisant des souris dont la délétion de hnRNP L était spécifique aux cellules hématopoïétiques dans les foies fœtaux et la moelle osseuse. L’ablation de hnRNP L réduit le nombre de cellules progénitrices incluant les cellules progénitrices lymphocytaires (CLPs), myéloïdes (CMPs, GMPs) et mégakaryocytes-érythrocytaires (MEPs) et une perte des cellules hématopoïétiques matures. À l’opposé des cellules progénitrices multipotentes (MPPs) qui sont affectées en absence de hnRNP L, la population de cellules souches hématopoïétiques (HSCs) n’est pas réduite et prolifère plus que les cellules contrôles. Cependant, les HSCs n’exprimant pas hnRNP L sont positives pour l'Annexin V et expriment CD95 ce qui suggère une mort cellulaire prononcée. Comme pour les thymocytes, une analyse par RNA-Seq des foies fœtaux a révélé différents gènes cibles de hnRNP L appartenant aux catégories reliées à la mort cellulaire, la réponse aux dommages à l’ADN et à l’adhésion cellulaire qui peuvent tous expliquer le phénotype des cellules n’exprimant pas le gène hnRNP L. Ces résultats suggèrent que hnRNP L et l’épissage alternatif sont essentiels pour maintenir le potentiel de différenciation des cellules souches hématopoïétiques et leur intégrité fonctionnelle. HnRNP L est aussi crucial pour le développement des cellules T par la régulation de l’épissage de CD45 ainsi que pour leur migration.

Influence de TDP-43 sur la régulation de hnRNP A1 : un impact potentiel sur la sclérose latérale amyotrophique

La SLA est une maladie neurodégénérative fatale se déclenchant tardivement. Elle est caractérisée par la perte des neurones moteurs supérieurs et inférieurs. Jusqu’à présent, aucun traitement ne permet de ralentir ou de guérir la maladie de façon robuste. De récentes découvertes portant sur TDP-43 et hnRNP A1 y ont identifié des mutations reliées à des cas de SLA. Comme les deux possèdent de multiples fonctions dans le métabolisme de l’ARN, l’impact de ces mutations devient difficile à définir. Notre hypothèse est que TDP-43 régule hnRNP A1 et que les mutations causant la SLA dérégulent ce mécanisme, aboutissant ainsi à un impact majeur sur la vulnérabilité des neurones moteurs. Nos résultats démontrent que TDP-43 lie l’ARNm de hnRNP A1, mais n’affecte pas sa stabilité. En revanche, TDP-43 réprime l’expression de hnRNP A1. Ce mécanisme pourrait être appliqué in vivo où le ratio protéique hnRNP A1B/A1 augmente chez les souris âgées et davantage chez les TDP-43A315T dans la région cervicale et lombaire de la moelle épinière. Cette différence n’est pas causée par un défaut de l’épissage alternatif. Aussi, la mutation TDP-43A315T serait davantage responsable de cette différence que la surexpression de TDP-43 (résultats obtenus en culture). L’impact d’une telle augmentation sur la cellule pourrait être la formation d’agrégats puisque la forme hnRNP A1B possède quatre domaines de fibrillation de plus que hnRNP A1. Nos résultats pourraient donc fournir un mécanisme potentiel de la formation d’inclusions cytoplasmiques reconnues comme étant une des caractéristiques pathologiques principales de la SLA.

PDGF regulates the actin cytoskeleton through hnRNP-K-mediated activation of the ubiquitin E-3-ligase MIR

PDGF is a potent chemotactic mitogen and a strong inductor of fibroblast motility. In Swiss 3T3 fibroblasts, exposure to PDGF but not EGF or IGF-1 causes a rapid loss of actin stress fibers (SFs) and focal adhesions (FAs), which is followed by the development of retractile dendritic protrusions and induction of motility. The PDGF-specific actin reorganization was blocked by inhibition of Src-kinase and the 26S proteasome. PDGF induced Src-dependent association between the multifunctional transcription/translation regulator hnRNP-K and the mRNA-encoding myosin regulatory light-chain (MRLC)-interacting protein (MIR), a E3-ubiquitin ligase that is MRLC specific. This in turn rapidly increased MIR expression, and led to ubiquitination and proteasome-mediated degradation of MRLC. Downregulation of MIR by RNA muting prevented the reorganization of actin structures and severely reduced the migratory and wound-healing potential of PDGF-treated cells. The results show that activation of MIR and the resulting removal of diphosphorylated MRLC are essential for PDGF to instigate and maintain control over the actin-myosin-based contractile system in Swiss 3T3 fibroblasts. The PDGF induced protein destabilization through the regulation of hnRNP-K controlled ubiquitin-ligase translation identifies a novel pathway by which external stimuli can regulate phenotypic development through rapid, organelle-specific changes in the activity and stability of cytoskeletal regulators.

Samba, a Xenopus hnRNP Expressed in Neural and Neural Crest Tissues

RNA binding proteins regulate gene expression at the posttranscriptional level and play important roles in embryonic development. Here, we report the cloning and expression of Samba, a Xenopus hnRNP that is maternally expressed and persists at least until tail bud stages. During gastrula stages, Samba is enriched in the dorsal regions. Subsequently, its expression is elevated only in neural and neural crest tissues. In the latter, Samba expression overlaps with that of Slug in migratory neural crest cells. Thereafter, Samba is maintained in the neural crest derivatives, as well as other neural tissues, including the anterior and posterior neural tube and the eyes. Overexpression of Samba in the animal pole leads to defects in neural crest migration and cranial cartilage development. Thus, Samba encodes a Xenopus hnRNP that is expressed early in neural and neural crest derivatives and may regulate crest cells migratory behavior. Developmental Dynamics 238:204-209, 2009. (C) 2008 Wiley-Liss, Inc.

Organização genômima e análise da expressão do gene hnRNP Q-like (Heterogeneous nuclear ribonucleoprotein A-like) retroinserido no cromossomo B de Astatotilapia latifasciata

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Increased expression of the MBP mRNA binding protein HnRNP A2 during oligodendrocyte differentiation

Heterogeneous nuclear ribonucleoprotein (hnRNP) A2, a trans-acting factor that mediates intracellular trafficking of myelin basic protein (MBP) mRNA to the myelin compartment in oligodendrocytes, is most abundant in the nucleus, but shuttles between the nucleus and cytoplasm. In the cytoplasm, it is associated with granules that transport mRNA from the cell body to the processes of oligodendrocytes. We found that the overall level of hnRNP A2 increased in oligodendrocytes as they differentiated into MBIP-positive cells, and that this augmentation was reflected primarily in the cytoplasmic pool of hnRNP A2 present in the form of granules. The extranuclear distribution of hnRNP A2 was also observed in brain during the period of myelination in vivo. Methylation and phosphorylation have been implicated previously in the nuclear to cytoplasmic distribution of hnRNPs, so we used drugs that block methylation and phosphorylation of hnRNPs to assess their effect on hnRNP A2 distribution and mRNA trafficking. Cultures treated with adenosine dialdehyde (AdOx), an inhibitor of S-adenosyl-L-homocysteine hydrolase, or with 5,6-dichloro-1-beta-D-ribofuranosylbenzimidazole (DRB), a drug that inhibits casein kinase 2 (CK2), maintained the preferential nuclear distribution of hnRNP A2. Treatment with either drug affected the transport of RNA trafficking granules that remained confined to the cell body. (C) 2004 Wiley-Liss, Inc.

hnRNP A2, a potential ssDNA/RNA molecular adapter at the telomere

The heterogeneous nuclear ribonucleoprotein (hnRNP) A2 is a multi-tasking protein that acts in the cytoplasm and nucleus. We have explored the possibility that this protein is associated with telomeres and participates in their maintenance. Rat brain hnRNP A2 was shown to have two nucleic acid binding sites. In the presence of heparin one site binds single-stranded oligodeoxyribonucleotides irrespective of sequence but not the corresponding oligoribonucleotides. Both the hnRNP A2-binding cis-acting element for the cytoplasmic RNA trafficking element, A2RE, and the ssDNA telomere repeat match a consensus sequence for binding to a second sequence-specific site identified by mutational analysis. hnRNP A2 protected the telomeric repeat sequence, but not the complementary sequence, against DNase digestion: the glycine-rich domain was found to be necessary, but not sufficient, for protection. The N-terminal RRM (RNA recognition motif) and tandem RRMs of hnRNP A2 also bind the single-stranded, template-containing segment of telomerase RNA. hnRNP A2 colocalizes with telomeric chromatin in the subset of PML bodies that are a hallmark of ALT cells, reinforcing the evidence for hnRNPs having a role in telomere maintenance. Our results support a model in which hnRNP A2 acts as a molecular adapter between single-stranded telomeric repeats, or telomerase RNA, and another segment of ssDNA.