Interaction of oestrogen receptor with the regulatory subunit of phosphatidylinositol-3-OH kinase

Oestrogen produces diverse biological effects through binding to the oestrogen receptor (ER)(1). The ER is a steroid hormone nuclear receptor, which, when bound to oestrogen, modulates the transcriptional activity of target genes(2). Controversy exists, however, concerning whether ER has a role outside the nucleus(3), particularly in mediating the cardiovascular protective effects of oestrogen(4). Here we show that the ER isoform, ER alpha, binds in a ligand-dependent manner to the p85 alpha regulatory subunit of phosphatidylinositol-3-OH kinase (PI(3)K). Stimulation with oestrogen increases ER alpha-associated PI(3)K activity, leading to the activation of protein kinase B/Akt and endothelial nitric oxide synthase (eNOS). Recruitment and activation of PI(3)K by ligand-bound ERa are independent of gene transcription, do not involve phosphotyrosine adapter molecules or src-homology domains of p85 alpha, and extend to other steroid hormone receptors. Mice treated with oestrogen show increased eNOS activity and decreased vascular leukocyte accumulation after ischaemia and reperfusion injury. This vascular protective effect of oestrogen was abolished in the presence of PI(3)K or eNOS inhibitors. Our findings define a physiologically important non-nuclear oestrogen-signalling pathway involving the direct interaction of ERa with PI(3)K.

Protein kinases C: potential targets for intervention in diabetic nephropathy

Protein kinases C are a family of serine threonine protein kinases that play key roles in extracellular signal transduction. Inappropriate activation of protein kinase C has been implicated in the pathophysiology of many diseases, including diabetes mellitus. Indeed, protein kinase C activation may contribute not only to the pathogenesis of diabetic complications such as nephropathy and retinopathy, but also to insulin resistance. Growing awareness that protein kinase C isoforms subserve specific subcellular functions has led to the development of isoform-specific inhibitors, which may be useful investigational tools and therapeutic agents for attenuating the effects of inappropriate protein kinase C activity. Here we review the role played by protein kinases C in diabetic nephropathy and the recent progress that has been made to modulate its activity using specific inhibitors. Curr Opin Nephrol Hypertens 7:563-570. (C) 1998 Lippincott Wiiliams & Wilkins.

Pharmacogenomic Profiling and Pathway Analyses Identify MAPK-Dependent Migration as an Acute Response to SN38 in p53 Null and p53-Mutant Colorectal Cancer Cells.

The topoisomerase I inhibitor irinotecan is used to treat advanced colorectal cancer and has been shown to have p53-independent anticancer activity. The aim of this study was to identify the p53-independent signaling mechanisms activated by irinotecan. Transcriptional profiling of isogenic HCT116 p53 wild-type and p53 null cells was carried out following treatment with the active metabolite of irinotecan, SN38. Unsupervised analysis methods showed that p53 status had a highly significant impact on gene expression changes in response to SN38. Pathway analysis indicated that pathways involved in cell motility [adherens junction, focal adhesion, mitogen-activated protein kinase (MAPK), and regulation of the actin cytoskeleton] were significantly activated in p53 null cells, but not p53 wild-type cells, following SN38 treatment. In functional assays, SN38 treatment increased the migratory potential of p53 null and p53-mutant colorectal cancer cell lines, but not p53 wild-type lines. Moreover, p53 null SN38-resistant cells were found to migrate at a faster rate than parental drug-sensitive p53 null cells, whereas p53 wild-type SN38-resistant cells failed to migrate. Notably, cotreatment with inhibitors of the MAPK pathway inhibited the increased migration observed following SN38 treatment in p53 null and p53-mutant cells. Thus, in the absence of wild-type p53, SN38 promotes migration of colorectal cancer cells, and inhibiting MAPK blocks this potentially prometastatic adaptive response to this anticancer drug.

Age-related changes in non-receptor dependent generation of reactive oxygen species from phagocytes of healthy adults

Several authors have shown that neutrophil generation of reactive oxygen species (ROS) declines with advancing age. Similar changes have also been suggested in monocytes. In both cases alterations in second messenger activity have been implicated as the most likely explanation for these observations. The aim of this study was to investigate the effect of age on phagocyte ROS generation, stimulated by the direct activation of protein kinase C (PKC). Venous blood was drawn from normal healthy subjects, cells were separated on a double density gradient into mononuclear and polymorphonuclear (pmn) cells. Phorbol myristate acetate (PMA) was employed as a cell stimulus. Superoxide generation was measured by cytochrome c reduction and myeloperoxidase (MPO) products by measurement of peak luminol chemiluminescence (CL). Fifty-eight subjects, 25 males and 33 females, were studied, median age 49 years (range 26-88 years). Polymorphonuclear cell superoxide generation was significantly higher in males and there was a trend towards higher pmn MPO product generation in males. Using Spearman's ranked correlation coefficient, monocyte superoxide generation was negatively correlated with age (r = -0.473, P <0.001). No changes in the generation of MPO products was found. There were also trends towards a negative correlation of pmn cytochrome c reduction and peak luminol CL with age in males but not females. Since PMA directly activates protein kinase C, reduced monocyte superoxide generation with increasing age appears to be related to alterations in the ROS generating system downstream of the cell receptor. Impaired monocyte superoxide generation may have implications for non-specific defence against certain infections and early tumour growth in the elderly. Factors underlying these changes in monocyte function therefore require further study.

Lipopolysaccharide-binding protein and CD14 are increased in the bronchoalveolar lavage fluid of smokers

Lipopolysaccharide-binding protein (LBP) and CD14 contribute to the recognition of pathogens by cells, which triggers the activation of defence responses. Smoking is a risk factor for the development of chronic obstructive pulmonary disease (COPD) and respiratory infections. The current authors theorised that levels of LBP and CD14 in the lungs of smokers would be higher than those in the lungs of never-smokers. These elevated levels could affect host responses upon infection. LBP, soluble CD14 (sCD14) and interleukin (IL)-8 were detected by ELISA. Nuclear factor (NF)- ?B, p38 and the inhibitor I?Ba were studied by immunoassays. Gene expression was assessed by RT-PCR. Bronchoalveolar lavage levels of LBP and CD14 were significantly higher in smokers and COPD patients than in never-smokers, whereas levels of both proteins were not significantly different between smokers and COPD patients. IL-6, IL-1ß5 and cigarette smoke condensate induced the expression of LBP and CD14 by airway epithelial cells. LBP and sCD14 inhibited the nontypeable Haemophilus influenzae (NTHi)-dependent secretion of IL-8 and the activation of NF-?B and p38 mitogen-activated protein kinase signalling pathways but they increased the internalisation of NTHi by airway epithelial cells. Thus, in the inflamed airways of smokers both proteins could contribute to inhibit bacteria-dependent cellular activation without compromising the internalisation of pathogens by airway cells. Copyright©ERS Journals Ltd 2009.

Host cell kinases, α5 and β1 integrins, and Rac1 signalling on the microtubule cytoskeleton are important for non-typable Haemophilus influenzae invasion of respiratory epithelial cells

Non-typable Haemophilus influenzae (NTHi) is a common commensal of the human nasopharynx, but causes opportunistic infection when the respiratory tract is compromised by infection or disease. The ability of NTHi to invade epithelial cells has been described, but the underlying molecular mechanisms are poorly characterized. We previously determined that NTHi promotes phosphorylation of the serine-threonine kinase Akt in A549 human lung epithelial cells, and that Akt phosphorylation and NTHi cell invasion are prevented by inhibition of phosphoinositide 3-kinase (PI3K). Because PI3K-Akt signalling is associated with several host cell networks, the purpose of the current study was to identify eukaryotic molecules important for NTHi epithelial invasion. We found that inhibition of Akt activity reduced NTHi internalization; differently, bacterial entry was increased by phospholipase C?1 inhibition but was not affected by protein kinase inhibition. We also found that a5 and ß1 integrins, and the tyrosine kinases focal adhesion kinase and Src, are important for NTHi A549 cell invasion. NTHi internalization was shown to be favoured by activation of Rac1 guanosine triphosphatase (GTPase), together with the guanine nucleotide exchange factor Vav2 and the effector Pak1. Also, Pak1 might be associated with inactivation of the microtubule destabilizing agent Op18/stathmin, to facilitate microtubule polymerization and NTHi entry. Conversely, inhibition of RhoA GTPase and its effector ROCK increased the number of internalized bacteria. Src and Rac1 were found to be important for NTHi-triggered Akt phosphorylation. An increase in host cyclic AMP reduced bacterial entry, which was linked to protein kinase A. These findings suggest that NTHi finely manipulates host signalling molecules to invade respiratory epithelial cells.

Regulation of c-SRC activity and function by the adapter protein CAS

SRC family kinases play essential roles in a variety of cellular functions, including proliferation, survival, differentiation, and apoptosis. The activities of these kinases are regulated by intramolecular interactions and by heterologous binding partners that modulate the transition between active and inactive structural conformations. p130(CAS) (CAS) binds directly to both the SH2 and SH3 domains of c-SRC and therefore has the potential to structurally alter and activate this kinase. In this report, we demonstrate that overexpression of full-length CAS in COS-1 cells induces c-SRC-dependent tyrosine phosphorylation of multiple endogenous cellular proteins. A carboxy-terminal fragment of CAS (CAS-CT), which contains the c-SRC binding site, was sufficient to induce c-SRC-dependent protein tyrosine kinase activity, as measured by tyrosine phosphorylation of cortactin, paxillin, and, to a lesser extent, focal adhesion kinase. A single amino acid substitution located in the binding site for the SRC SH3 domain of CAS-CT disrupted CAS-CT's interaction with c-SRC and inhibited its ability to induce tyrosine phosphorylation of cortactin and paxillin. Murine C3H10T1/2 fibroblasts that expressed elevated levels of tyrosine phosphorylated CAS and c-SRC-CAS complexes exhibited an enhanced ability to form colonies in soft agar and to proliferate in the absence of serum or growth factors. CAS-CT fully substituted for CAS in mediating growth in soft agar but was less effective in promoting serum-independent growth. These data suggest that CAS plays an important role in regulating specific signaling pathways governing cell growth and/or survival, in part through its ability to interact with and modulate the activity of c-SRC.

Induction of GADD45 and JNK/SAPK-dependent apoptosis following inducible expression of BRCA1

The breast cancer susceptibility gene BRCA1 encodes a protein implicated in the cellular response to DNA damage, with postulated roles in homologous recombination as well as transcriptional regulation. To identify downstream target genes, we established cell lines with tightly regulated inducible expression of BRCA1. High-density oligonucleotide arrays were used to analyze gene expression profiles at various times following BRCA1 induction. A major BRCA1 target is the DNA damage-responsive gene GADD45. Induction of BRCA1 triggers apoptosis through activation of c-Jun N-terminal kinase/stress-activated protein kinase (JNK/SAPK), a signaling pathway potentially linked to GADD45 gene family members. The p53-independent induction of GADD45 by BRCA1 and its activation of JNK/SAPK suggest a pathway for BRCA1-induced apoptosis.

Phytochrome Kinase Substrate 4 is phosphorylated by the phototropin 1 photoreceptor.

Phototropism allows plants to redirect their growth towards the light to optimize photosynthesis under reduced light conditions. Phototropin 1 (phot1) is the primary low blue light-sensing receptor triggering phototropism in Arabidopsis. Light-induced autophosphorylation of phot1, an AGC-class protein kinase, constitutes an essential step for phototropism. However, apart from the receptor itself, substrates of phot1 kinase activity are less clearly established. Phototropism is also influenced by the cryptochromes and phytochromes photoreceptors that do not provide directional information but influence the process through incompletely characterized mechanisms. Here, we show that Phytochrome Kinase Substrate 4 (PKS4), a known element of phot1 signalling, is a substrate of phot1 kinase activity in vitro that is phosphorylated in a phot1-dependent manner in vivo. PKS4 phosphorylation is transient and regulated by a type 2-protein phosphatase. Moreover, phytochromes repress the accumulation of the light-induced phosphorylated form of PKS4 showing a convergence of photoreceptor activity on this signalling element. Our physiological analyses suggest that PKS4 phosphorylation is not essential for phototropism but is part of a negative feedback mechanism.

Role of receptor and non-receptor protein tyrosine kinases in vasoactive peptide-induced signaling

L'endothéline-1 (ET-1) et l'angiotensine II (Ang II) jouent un rôle important dans le maintien de la pression artérielle et l'homéostasie vasculaire. Une activité accrue de ces peptides vasoactifs est présumée contribuer au développement de pathologies vasculaires, telles que l'hypertension, l'athérosclérose, l'hypertrophie et la resténose. Ceci est causé par une activation excessive de plusieurs voies de signalisation hypertrophiques et prolifératives, qui incluent des membres de la famille des Mitogen Activated Protein Kinases (MAPK), ainsi que la famille phosphatidylinositol 3-kinase (PI3-K) / protéine kinase B (PKB). Bien que l'activation de ces voies de signalisation soit bien élucidée, les éléments en amont responsables de l'activation des MAPK et de la PKB, induite par l'ET-1 et Ang II, demeurent mal compris. Durant les dernières années, le concept de la transactivation de récepteurs et/ou non-récepteurs protéines tyrosine kinases (PTK) dans le déclenchement des événements de signalisation induits par les peptides vasoactifs a gagné beaucoup de reconnaissance. Nous avons récemment démontré que la PTK Insulin-like Growth Factor type-1 Receptor (IGF-1R) joue un rôle dans la transduction des signaux induits par l‟H2O2, menant à la phosphorylation de la PKB. Étant donné que les peptides vasoactifs génèrent des espèces réactives d'oxygène, telles que l‟H2O2 lors de leur signalisation, nous avons examiné le rôle de d‟IGF-1R dans la phosphorylation de la PKB et les réponses hypertrophiques dans les cellules muscle lisse vasculaires (CMLV) induites par l'ET-1 et Ang II. AG-1024, un inhibiteur spécifique de l'IGF-1R, a atténué la phosphorylation de la PKB induite à la fois par l'ET-1 et Ang II. Le traitement des CMLVs avec l‟ET-1 et Ang II a également induit une phosphorylation des résidus tyrosine dans les sites d'autophosphorylation d'IGF-1R, celle-ci a été bloquée par l‟AG-1024. En outre, l‟ET-1 et l‟Ang II on tous les deux provoqué la phosphorylation de c-Src, une PTK non-récepteur, bloqué par PP-2, inhibiteur spécifique de la famille Src. La PP-2 a également inhibé la phosphorylation de PKB et d‟IGF-1R induite par l‟ET-1 et l‟Ang II. De plus, la synthèse de protéines ainsi que d‟ADN, marqueurs de la prolifération cellulaire et de l'hypertrophie, ont également été atténuée par l‟AG-1024 et le PP-2. Bien que ce travail démontre le rôle de c-Src dans la phosphorylation PKB induite par l'ET-1 et Ang II, son rôle dans l'activation des MAPK induit par l'ET-1 dans les CMLVs reste controversé. Par conséquent, nous avons examiné l'implication de c-Src dans l'activation de ERK 1/2, JNK et p38MAPK, par l'ET-1 et Ang II, ainsi que leur capacité à régulariser l'expression du facteur de transcription Early growth transcription factor-1 « Egr-1 ». ET-1 et Ang II ont induit la phosphorylation de ERK 1/2, JNK et p38 MAPK, et ont amplifié l'expression d'Egr-1 dans les CMLVs. Cette augmentation de la phosphorylation des MAPK a été diminuée par la PP-2, qui a aussi atténué l'expression d'Egr-1 induite par l'ET-1 et l'Ang II. Une preuve supplémentaire du rôle de c-Src dans ce processus a été obtenue en utilisant des fibroblastes embryonnaires de souris déficientes en c-Src (Src -/- MEF). L'expression d'Egr-1, ainsi que l'activation des trois MAPKs par l'ET-1 ont été atténuées dans les cellules Src -/- par rapport au MEF exprimant des taux normaux Src. En résumé, ces données suggèrent que l'IGF-1R et c-Src PTK jouent un rôle essentiel dans la régulation de la phosphorylation de PKB et des MAPK dans l‟expression d'Egr-1, ainsi que dans les réponses hypertrophiques et prolifératives induites par l'ET-1 et Ang II dans les CMLVs.

Voies de signalisation non-canoniques du récepteur V2 de la vasopressine

Le récepteur V2 (V2R) de la vasopressine est un récepteur couplé aux protéines G (RCPG), jouant un rôle fondamental dans le maintien de l’homéostasie hydrosodique. À l’instar de nombreux RCPGs, il est capable d’interagir avec plusieurs types de protéines G hétérotrimériques et possède des voies de signalisation peu explorées aux mécanismes mal compris. Ces voies non canoniques font l’objet des travaux exposés dans ce mémoire. Il s’agit d’explorer les caractéristiques et mécanismes de la signalisation de V2R via G12, et de la voie d’activation d’ERK 1/2 par transactivation du récepteur de l’insulin-like growth factor 1, IGF1R. Par des études de transfert d’énergie de résonance de bioluminescence (BRET), nous exposons la capacité de V2R à interagir avec la sous-unité Gα12 ainsi que la modulation de la conformation de l’hétérotrimère G12 par l’agoniste de V2R, l’arginine-vasopressine. Ces travaux dévoilent également la modulation de l’interaction entre Gα12 et son effecteur classique RhoA, suggérant un engagement de RhoA, ainsi que la potentialisation via Gα12 de la production d’AMP cyclique. À l’aide de diverses méthodes d’inhibition sélective, nos résultats précisent les mécanismes de la transactivation. Ils supportent notamment le rôle initiateur de l’activation de Src par V2R et l’absence d’implication des ligands connus d’IGF1R dans la transactivation. La métalloprotéase MMP 3 apparaît par ailleurs comme un bon candidat pour réguler la transactivation. Ce projet met en lumière des modes de signalisation peu explorés de V2R, dont l’implication physiologique et physiopathologique pourrait s’avérer significative, au-delà d’un apport fondamental dans la compréhension de la signalisation des RCPGs.

Caractérisation et régulation du métabolisme des acides gras dans l’hypothalamus

Un déséquilibre de la balance énergétique constitue la principale cause du développement des pathologies métaboliques telles que l’obésité et le diabète de type 2. Au sein du cerveau, l’hypothalamus joue un rôle primordial dans le contrôle de la prise alimentaire et du métabolisme périphérique via le système nerveux autonome. Ce contrôle, repose sur l’existence de différentes populations neuronales au sein de l’hypothalamus médio-basal (MBH), neurones à neuropeptide Y (NPY)/Agouti-related peptide (AgRP), et neurones a proopiomelanocortine (POMC), dont l’activité est directement modulée par les variations des taux circulants des nutriments tels que le glucose et les acides gras (FA). Alors que les mécanismes de détection et le métabolisme intracellulaire du glucose ont été largement étudiés, l’implication du métabolisme intracellulaire des FA dans leurs effets centraux, est très peu comprise. De plus, on ignore si le glucose, module le métabolisme intracellulaire des acides gras à longue chaine (LCFA) dans le MBH. Le but de notre première étude est, de déterminer l'impact du glucose sur le métabolisme des LCFA, le rôle de l’AMP-activated protein kinase (AMPK), kinase détectrice du statut énergétique cellulaire, et d'établir s’il y a des changements dans le métabolisme des LCFA en fonction de leur structure, du type cellulaire et de la région cérébrale. Nos résultats montrent que le glucose inhibe l'oxydation du palmitate via l’AMPK dans les neurones et les astrocytes primaires hypothalamiques, in vitro, ainsi que dans les explants du MBH, ex vivo, mais pas dans les astrocytes et les explants corticaux. De plus, le glucose augmente l'estérification du palmitate et non de l’oléate dans les neurones et les explants du MBH, mais pas dans les astrocytes hypothalamiques. Ces résultats décrivent le devenir métabolique de différents LCFA dans le MBH, ainsi que, la régulation AMPK - dépendante de leur métabolisme par le glucose dans les astrocytes et les neurones, et démontrent pour la première fois que le métabolisme du glucose et des LCFA est couplé spécifiquement dans les noyaux du MBH, dont le rôle est critique pour le contrôle de l'équilibre énergétique. Le deuxième volet de cette thèse s’est intéressé à déterminer les mécanismes intracellulaires impliqués dans le rôle de la protéine de liaison ACBP dans le métabolisme central des FA. Nous avons démontré que le métabolisme de l’oléate et non celui du palmitate est dépendant de la protéine ACBP, dans les astrocytes hypothalamiques ainsi que dans les explants du MBH. Ainsi, nos résultats démontrent qu’ACBP, protéine identifiée originellement au niveau central, comme un modulateur allostérique des récepteurs GABA, agit comme un régulateur du métabolisme intracellulaire des FA. Ces résultats ouvrent de nouvelles pistes de recherche liées à la régulation du métabolisme des acides gras au niveau central, ainsi que, la nouvelle fonction de la protéine ACBP dans la régulation du métabolisme des FA au niveau du système nerveux central. Ceci aiderait à identifier des cibles moléculaires pouvant contribuer au développement de nouvelles approches thérapeutiques de pathologies telles que l’obésité et le diabète de type 2.

Early growth response protein 1 (Egr-1) expression by Insulin-like growth factor 1 (IGF-1) involves MAPKs and PKB pathways

Un remodelage vasculaire anormal est à la base de la pathogenèse des maladies cardio-vasculaires (MCV) telles que l’athérosclérose et l’hypertension. Des dysfonctionnements au niveau de la migration, l’hypertrophie et la prolifération des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV) sont des évènements cellulaires qui jouent un rôle primordial dans le remodelage vasculaire. L’insulin-like growth factor 1 (IGF-1), puissant facteur mitogène, contribue au développement des MCV, notamment via l’activation des protéines MAPK et PI3-K/PKB, composantes clés impliquées dans les voies de croissance cellulaire. Ces molécules sont également impliquées dans la modulation de l’expression de nombreux facteurs de transcription, incluant le facteur Egr-1. Egr-1 est régulé à la hausse dans différents types de maladies vasculaires impliquant les voies de signalisation de croissance et de stress oxydant qui par ailleurs peuvent être déclenchées par l’IGF-1. Cependant, la question d’une possible modulation de l’expression d’Egr-1 dans les CMLV demeure inabordée; plus spécifiquement, la caractérisation de la voie de signalisation reliant l’action d’IGF-1 à l’expression d’Egr-1 reste à établir. Dans cette optique, l’objectif de cette étude a été d’examiner l’implication de MAPK, PKB et des dérivés réactifs de l’oxygène (DRO) dans l’expression d’Egr-1 induite par l’IGF-1 dans les CMLV. L’IGF-1 a induit une augmentation marquée du niveau protéique de l’Egr-1 en fonction du temps et de la concentration utilisés. Cette augmentation a été inhibée en fonction des doses d’agents pharmacologiques qui ciblent les voies de signalisation de MAPK, PKB et DRO. De plus, l’expression du facteur de transcription, Egr-1, en réponse de l’IGF-1, a été atténuée suite à un blocage pharmacologique des processus cellulaires responsables de la synthèse d’ARN et de synthèse protéique. Pour conclure, on a démontré que l’IGF-1 stimule l’expression d’Egr-1 via les voies de signalisation, impliquant ERK1/2/JNK, PI3K/PKB. On a également proposé que les DRO jouent un rôle important dans ce processus. Dans l’ensemble, nous avons suggéré un nouveau mécanisme par lequel l’IGF-1 promeut la prolifération et l’hypertrophie cellulaire, processus à la base des anomalies vasculaires.

Feedback regulation of Gab2-dependent signaling by the Ras/MAPK pathway

La voie de signalisation des Récepteurs Tyrosine Kinase (RTK) occupe un rôle central dans la régulation de la croissance cellulaire, la prolifération, la différentiation et la motilité. Une régulation anormale des RTKs mène à plusieurs maladies humaines telles que le cancer du sein, la seconde cause de mortalité chez les femmes à cause de l’amplification et la mutation fréquente de la protéine tyrosine kinase HER2 (ERBB2). Grb2-associated binder (Gab) 2 est une protéine adaptatrice qui agit en aval de plusieurs RTKs, y compris HER2, pour réguler de multiples voies de signalisation. En réponse à la stimulation par de nombreux facteurs de croissances et cytokines, Gab2 est recruté à la membrane plasmique où il potentialise l’activation des voies de signalisation Ras/mitogen-activated protein kinase (MAPK) et PI3K (phosphatidylinositol-3-kinase)/Akt (protein kinase B). En plus d’occuper un rôle essentiel durant le développement du système hématopoïétique, Gab2 est souvent amplifié dans les cancers, notamment le cancer du sein et les mélanomes. Cependant, les mécanismes moléculaires qui régulent le fonctionnement de Gab2 sont peu connus. Il est établi que lors de l’activation des RTKs, Gab2 est phosphorylé au niveau de plusieurs résidus Tyrosine, menant à l’association de différentes protéines comme p85 et Shp2. En plus de la phosphorylation en Tyrosine, notre laboratoire ainsi que d’autres groupes de recherche avons identifié que Gab2 est aussi phosphorylé au niveau de résidus Ser/Thr suite à l’activation de la voie de signalisation MAPK. Cependant, la régulation des fonctions de Gab2 par ces modifications post-traductionnelles est encore peu connue. Dans le but de comprendre comment Gab2 est régulé par la voie de signalisation MAPK, nous avons utilisé différentes approches. Dans la première partie de ma thèse, nous avons déterminé un nouveau mécanisme démontrant que la voie de signalisation Ras/MAPK, par le biais des protéines kinases RSK (p90 ribosomal S6 kinase), phosphoryle Gab2. Ce phénomène se produit à la fois in vivo et in vitro au niveau de trois résidus Ser/Thr conservés. Des mutations au niveau de ces sites de phosphorylation entrainent le recrutement de Shp2 menant à l’augmentation de la motilité cellulaire, ce qui suggère que les protéines RSK restreignent les fonctions dépendantes de Gab2. Ce phénomène est le résultat de la participation de RSK dans la boucle de rétroaction négative de la voie de signalisation MAPK. Dans la seconde partie de ma thèse, nous avons démontré que les protéines ERK1/2 phosphorylent Gab2 au niveau de plusieurs résidus pS/T-P à la fois in vitro et in vivo, entrainant l’inhibition du recrutement de p85. De plus, nous avons établi pour la première fois que Gab2 interagit physiquement avec ERK1/2 dans des cellules lors de l’activation de la voie de signalisation MAPK. Par ailleurs, nous avons montré un nouveau domaine d’attache du module ERK1/2 sur Gab2. Des mutations sur les résidus essentiels de ce domaine d’attache n’entrainent pas seulement la dissociation de ERK1/2 avec Gab2, mais diminuent également la phosphorylation dépendante de ERK1/2 sur Gab2. Ainsi, nos données montrent que la voie de signalisation MAPK régule les fonctions de la protéine Gab2 par le biais des kinases RSK et ERK1/2. Cette thèse élabore par ailleurs un schéma complet des fonctions de Gab2 dépendantes de la voie de signalisation MAPK dans le développement de nombreux cancers.

Phosphorylation et régulation de l’E3 ubiquitine ligase MDM2 par la protéine kinase RSK dans les mélanomes

La voie de signalisation Ras/MAPK (Ras/mitogen-activated protein kinase) régule une variété de protéines intracellulaires qui jouent un rôle important dans la croissance et la prolifération cellulaire. La régulation inappropriée de cette voie de signalisation conduit au développement de nombreux cancers comme le mélanome, qui est caractérisé par des mutations activatrices au niveau des gènes NRAS et BRAF. La protéine kinase RSK (p90 ribosomal S6 kinase) est un composant central de la voie Ras/MAPK, mais son rôle dans la croissance et la prolifération cellulaire n’est pas bien compris. RSK a été montrée pour participer à la résistance des mélanomes aux chimiothérapies, mais le mécanisme moléculaire reste encore à élucider. Nous montrons à l’aide d’un anticorps phospho-spécifique que MDM2 est phosphorylée en réponse à des agonistes et des mutations oncogéniques activant spécifiquement la voie Ras/MAPK. En utilisant des méthodes in vitro et in vivo, nous avons constaté que RSK phosphoryle directement MDM2 sur les Sérines 166 et 186, ce qui suggère que MDM2 est un substrat de RSK. La mutagénèse dirigée envers ces sites nous indique que ces résidus régulent l’ubiquitination de MDM2, suggérant que RSK régule la stabilité de MDM2 et de p53. De plus, nous avons observé que l’inhibition de RSK conduit à une augmentation du niveau protéique de p53 après un dommage à l’ADN dans les cellules de mélanomes. En conclusion, nos travaux suggèrent un rôle important de la protéine kinase RSK dans la régulation de MDM2 et de sa cible, p53. L’étude de ces mécanismes moléculaires aidera à mieux définir le rôle de RSK dans la croissance tumorale, mais également dans la résistance aux agents chimiothérapeutiques.