Cyclin-dependent kinase 11(p58) interacts with HBO1 and enhances its histone acetyltransferase activity.

CDK11(p58), a 58kDa protein of the PITSLRE kinase family, plays an important role in cell cycle progression, and is closely related to cell apoptosis. To gain further insight into the function of CDK11(p58), we screened a human fetal liver cDNA library for its interacting proteins using the yeast two-hybrid system. Here we report that histone acetyltransferase (HAT) HBO1, a MYST family protein, interacts with CDK11(p58) in vitro and in vivo. CDK11(p58) and HBO1 colocalize in the cell nucleus. Recombinant CDK11(p58) enhances the HAT activity of HBO1 significantly in vitro. Meanwhile, overexpression of CDK11(p58) in mammalian cells leads to the enhanced HAT activity of HBO1 towards free histones. Thus, we conclude that CDK11(p58) is a new interacting protein and a novel regulator of HBO1. Both of the proteins may be involved in the regulation of eukaryotic transcription.

AINT/ERIC/TACC: an expanding family of proteins with C-terminal coiled coil domains:an expanding family of proteins with C-terminal coiled coil domains

The AINT/ERIC/TACC genes encode novel proteins with a coiled coil domain at their C-terminus. The founding member of this expanding family of genes, transforming acidic coiled coil 1 (TACC1), was isolated from a BAC contig spanning the breast cancer amplicon-1 on 8p11. Transfection of cells in vitro with TACC1 resulted in anchorage-independent growth consistent with a more "neoplastic" phenotype. Database searches employing the human TACC1 sequence revealed other novel genes, TACC2 and TACC3, with substantial sequence homology particularly in the C-terminal regions encoding the coiled coil domains. TACC2, located at 10q26, is similar to anti-zuai-1 (AZU-1), a candidate breast tumour suppressor gene, and ECTACC, an endothelial cell TACC which is upregulated by erythropoietin (Epo). The murine homologue of TACC3, murine erythropoietin-induced cDNA (mERIC-1) was also found to be upregulated by Epo in the Friend virus anaemia (FVA) model by differential display-PCR. Human ERIC-1, located at 4p16.3, has been cloned and encodes an 838-amino acid protein whose N- and C-terminal regions are highly homologous to the shorter 558-amino acid murine protein, mERIC-1. In contrast, the central portions of these proteins differ markedly. The murine protein contains four 24 amino acid imperfect repeats. ARNT interacting protein (AINT), a protein expressed during embryonic development in the mouse, binds through its coiled coil region to the aryl hydrocarbon nuclear translocator protein (ARNT) and has a central portion that contains seven of the 24 amino acid repeats found in mERIC-1. Thus mERIC-1 and AINT appear to be developmentally regulated alternative transcripts of the gene. Most members of the TACC family discovered so far contain a novel nine amino acid putative phosphorylation site with the pattern [R/K]-X(3)-[E]-X(3)-Y. Genes with sequence homology to the AINT/ERIC/TACC family in other species include maskin in Xenopus, D-TACC in Drosophila and TACC4 in the rabbit. Maskin contains a peptide sequence conserved among eIF-4E binding proteins that is involved in oocyte development. D-TACC cooperates with another conserved microtubule-associated protein Msps to stabilise spindle poles during cell division. The diversity of function already attributed to this protein family, including both transforming and tumour suppressor properties, should ensure that a new and interesting narrative is about to unfold.

Mitochondrial proteins Bnip3 and Bnip3L are involved in anthrax lethal toxin-induced macrophage cell death

Anthrax lethal toxin (LeTx) induces rapid cell death of RAW246.7 macrophages. We recently found that a small population of these macrophages is spontaneously and temporally refractory to LeTx-induced cytotoxicity. Analysis of genome-wide transcripts of a resistant clone before and after regaining LeTx sensitivity revealed that a reduction of two closely related mitochondrial proteins, Bcl-2/adenovirus E1B 19-kDa interacting protein 3 (Bnip3) and Bnip3-like (Bnip3L), correlates with LeTx resistance. Down-regulation of Bnip3 and Bnip3L was also found in "toxin-induced resistance" whereby sublethal doses of LeTx induce resistance to subsequent exposure to cytolytic toxin doses. The role of Bnip3 and Bnip3L in LeTx-induced cell death was confirmed by showing that overexpression of either Bnip3 or Bnip3L rendered the resistant cells susceptible to LeTx, whereas down-regulation of Bnip3 and Bnip3L in wild-type macrophages conferred resistance. The down-regulation of Bnip3 and Bnip3L mRNAs by LeTx occurred at both transcriptional and mRNA stability levels. Inhibition of the p38 pathway by lethal factor was responsible for the destabilization of Bnip3/Bnip3L mRNAs as confirmed by showing that p38 inhibitors stabilized Bnip3 and Bnip3L mRNAs and conferred resistance to LeTx cytotoxicity. Therefore, Bnip3/Bnip3L play a crucial role in LeTx-induced cytotoxicity, and down-regulation of Bnip3/Bnip3L is a mechanism of spontaneous or toxin-induced resistance of macrophages.

Regulation of the pollen-specific actin-depolymerizing factor LIADF1

Pollen tube growth is dependent on a dynamic actin cytoskeleton, suggesting that actin-regulating proteins are involved. We have examined the regulation of the lily pollen-specific actin-depolymerizing factor (ADF) LIADF1. Its actin binding and depolymerizing activity is pH sensitive, inhibited by certain phosphoinositides, but not controlled by phosphorylation. Compared with its F-actin binding properties, its low activity in depolymerization assays has been used to explain why pollen ADF decorates F-actin in pollen grains. This low activity is incompatible with a role in increasing actin dynamics necessary to promote pollen tube growth. We have identified a plant homolog of actin-interacting protein, AIP1, which enhances the depolymerization of F-actin in the presence of LIADF1 by similar to60%. Both pollen ADF and pollen AIP1 bind F-actin in pollen grains but are mainly cytoplasmic in pollen tubes. Our results suggest that together these proteins remodel actin filaments as pollen grains enter and exit dormancy.

Identification of RBCK1 as a novel regulator of FKBPL: implications for tumor growth and response to tamoxifen

FKBPL has been implicated in processes associated with cancer, including regulation of tumor growth and angiogenesis with high levels of FKBPL prognosticating for improved patient survival. Understanding how FKBPL levels are controlled within the cell is therefore critical. We have identifed a novel role for RBCK1 as an FKBPL-interacting protein, which regulates FKBPL stability at the post-translational level via ubiquitination. Both RBCK1 and FKBPL are upregulated by 17-b-estradiol and interact within heat shock protein 90 chaperone complexes, together with estrogen receptor-a (ERa). Furthermore, FKBPL and RBCK1 associate with ERa at the promoter of the estrogen responsive gene, pS2, and regulate pS2 levels. MCF-7 clones stably overexpressing RBCK1 were shown to have reduced proliferation and increased levels of FKBPL and p21. Furthermore, these clones were resistant to tamoxifen therapy, suggesting that RBCK1 could be a predictive marker of response to endocrine therapy. RBCK1 knockdown using targeted small interfering RNA resulted in increased proliferation and increased sensitivity to tamoxifen treatment. Moreover, in support of our in vitro data, analysis of mRNA microarray data sets demonstrated that high levels of FKBPL and RBCK1 correlated with increased patient survival, whereas high RBCK1 predicted for a poor response to tamoxifen. Our findings support a role for RBCK1 in the regulation of FKBPL with important implications for estrogen receptor signaling, cell proliferation and response to endocrine therapy.

RIP kinases: key decision makers in cell death and innate immunity

Innate immunity represents the first line of defence against invading pathogens. It consists of an initial inflammatory response that recruits white blood cells to the site of infection in an effort to destroy and eliminate the pathogen. Some pathogens replicate within host cells, and cell death by apoptosis is an important effector mechanism to remove the replication niche for such microbes. However, some microbes have evolved evasive strategies to block apoptosis, and in these cases host cells may employ further countermeasures, including an inflammatory form of cell death know as necroptosis. This review aims to highlight the importance of the RIP kinase family in controlling these various defence strategies. RIP1 is initially discussed as a key component of death receptor signalling and in the context of dictating whether a cell triggers a pathway of pro-inflammatory gene expression or cell death by apoptosis. The molecular and functional interplay of RIP1 and RIP3 is described, especially with respect to mediating necroptosis and as key mediators of inflammation. The function of RIP2, with particular emphasis on its role in NOD signalling, is also explored. Special attention is given to emphasizing the physiological and pathophysiological contexts for these various functions of RIP kinases.

Nuclear LYRIC/AEG-1 interacts with PLZF and relieves PLZF-mediated repression

LYRIC/AEG-1 and its altered expression have been linked to carcinogenesis in prostate, brain and melanoma as well as promoting chemoresistance and metastasis in breast cancer. LYRIC/AEG-1 function remains unclear, although LYRIC/AEG-1 is activated by oncogenic HA-RAS, through binding of c-myc to its promoter, which in turn regulates the key components of the PI3-kinase and nuclear factor-kappaB pathways. We have identified the transcriptional repressor PLZF as an interacting protein of LYRIC/AEG through a yeast two-hybrid screen. PLZF regulates the expression of genes involved in cell growth and apoptosis including c-myc. Coexpression of LYRIC/AEG-1 with PLZF leads to a reduction in PLZF-mediated repression by reducing PLZF binding to promoters. We have confirmed that nuclear LYRIC/AEG-1 and PLZF interact in mammalian cells via the N- and C termini of LYRIC/AEG-1 and a region C terminal to the RD2 domain of PLZF. Both proteins colocalize to nuclear bodies containing histone deacetylases, which are known to promote PLZF-mediated repression. Our data suggest one mechanism for cells with altered LYRIC/AEG-1 expression to evade apoptosis and increase cell growth during tumourigenesis through the regulation of PLZF repression.

Nuclear trafficking and functions of endocytic proteins implicated in oncogenesis

A subset of proteins predominantly associated with early endosomes or implicated in clathrin-mediated endocytosis can shuttle between the cytoplasm and the nucleus. Although the endocytic functions of these proteins have been extensively studied, much less effort has been expended in exploring their nuclear roles. Membrane trafficking proteins can affect signalling and proliferation and this can be achieved either at a nuclear or endocytic level. Furthermore, some proteins, such as Huntingtin interacting protein 1, are known as cancer biomarkers. This review will highlight the limits of our understanding of their nuclear functions and the relevance of this to signalling and oncogenesis.

IB1/JIP-1 controls JNK activation and increased during prostatic LNCaP cells neuroendocrine differentiation.

The scaffold protein Islet-Brain1/c-Jun amino-terminal kinase Interacting Protein-1 (IB1/JIP-1) is a modulator of the c-Jun N-terminal kinase (JNK) activity, which has been implicated in pleiotrophic cellular functions including cell differentiation, division, and death. In this study, we described the presence of IB1/JIP-1 in epithelium of the rat prostate as well as in the human prostatic LNCaP cells. We investigated the functional role of IB1/JIP-1 in LNCaP cells exposed to the proapoptotic agent N-(4-hydroxyphenyl)retinamide (4-HPR) which induced a reduction of IB1/JIP-1 content and a concomittant increase in JNK activity. Conversely, IB1/JIP-1 overexpression using a viral gene transfer prevented the JNK activation and the 4-HPR-induced apoptosis was blunted. In prostatic adenocarcinoma cells, the neuroendocrine (NE) phenotype acquisition is associated with tumor progression and androgen independence. During NE transdifferentiation of LNCaP cells, IB1/JIP-1 levels were increased. This regulated expression of IB1/JIP-1 is secondary to a loss of the neuronal transcriptional repressor neuron restrictive silencing factor (NRSF/REST) function which is known to repress IB1/JIP-1. Together, these results indicated that IB1/JIP-1 participates to the neuronal phenotype of the human LNCaP cells and is a regulator of JNK signaling pathway.

Molecular mechanisms for the regulation of skin homeostasis

L'ubiquitination est une modification des protéines conservée, consistant en l'addition de résidus « ubiquitine » et régulant le destin cellulaire des protéines. La protéine « TRAF-interacting protein » TRAIP (ou TRIP) est une ligase E3 qui catalyse l'étape finale de l'ubiquitination. TRAIP est conservé dans l'évolution et est nécessaire au développement des organismes puisque l'ablation de TRAIP conduit à la mort embryonnaire aussi bien de la drosophile que de la souris. De plus, la réduction de l'expression de TRAIP dans des kératinocytes épidermiques humains réprime la prolifération cellulaire et induit un arrêt du cycle cellulaire en phase Gl, soulignant le lien étroit entre TRAIP et la prolifération cellulaire. Comme les mécanismes de régulation de la prolifération jouent un rôle majeur dans l'homéostasie de la peau, il est important de caractériser la fonction de TRAIP dans ces mécanismes. En utilisant des approches in vitro, nous avons déterminé que la protéine TRAIP est instable, modifiée par l'addition d'ubiquitine et ayant une demi-vie d'environ 4 heures. Nos analyses ont également révélé que l'expression de TRAIP est dépendante du cycle cellulaire, atteignant un pic d'expression en phase G2/M et que l'induction de son expression s'effectue principalement au cours de la transition Gl/S. Nous avons identifié le facteur de transcription E2F1 comme en étant le responsable, en régulant directement le promoteur de TRAIP. Aussi, TRAIP endogène ou surexprimée est surtout localisée au niveau du nucléole, une organelle nucléaire qui est désassemblée pendant la division cellulaire. Pour examiner la localisation subcellulaire de TRAIP pendant la mitose, nous avons imagé la protéine TRAIP fusionnée à une protéine fluorescente, à l'intérieur de cellules vivantes nommées HeLa, à l'aide d'un microscope confocal. Dans ces conditions, TRAIP est majoritairement localisée autour des chromosomes en début de mitose, puis est arrangée au niveau de l'ADN chromosomique en fin de mitose. La détection de TRAIP endogène à l'aide d'un anticorps spécifique a confirmé cette localisation. Enfin, l'inactivation de TRAIP dans les cellules HeLa par interférence ARN a inhibé leur capacité à s'arrêter en milieu de mitose. Nos résultats suggèrent que le mécanisme sous-jacent peut être lié au point de contrôle de l'assemblage du fuseau mitotique. - Ubiquitination of proteins is a post-translational modification which decides the cellular fate of the protein. The TRAF-interacting protein (TRAIP, TRIP) functions as an E3 ubiquitin ligase mediating addition of ubiquitin moieties to proteins. TRAIP interacts with the deubiquitinase CYLD, a tumor suppressor whose functional inactivation leads to skin appendage tumors. TRAIP is required for early embryonic development since removal of TRAIP either in Drosophila or mice by mutations or knock¬out is lethal due to aberrant regulation of cell proliferation and apoptosis. Furthermore, shRNA- mediated knock-down of TRAIP in human epidermal keratinocytes (HEK) repressed cell proliferation and induced a Gl/S phase block in the cell cycle. Additionally, TRAIP expression is strongly down- regulated during keratinocyte differentiation supporting the notion of a tight link between TRAIP and cell proliferation. We thus examined the biological functions of TRAIP in epithelial cell proliferation. Using an in vitro approach, we could determine that the TRAIP protein is unstable, modified by addition of ubiquitin moieties after translation and exhibits a half-life of 3.7+/-1-6 hours. Our analysis revealed that the TRAIP expression is modulated in a cell-cycle dependent manner, reaching a maximum expression level in G2/M phases. In addition, the expression of TRAIP was particularly activated during Gl/S phase transition and we could identify the transcription factor E2F1 as an activator of the TRAIP gene promoter. Both endogenous and over-expressed TRAIP mainly localized to the nucleolus, a nuclear organelle which is disassembled during cell division. To examine the subcellular localization of TRAIP during M phase, we performed confocal live-cell imaging of a functional fluorescent protein TRAIP-GFP in HeLa cells. TRAIP was distributed in the cytoplasm and accumulated around mitotic chromosomes in pro- and meta-phasic cells. TRAIP was then confined to chromosomal DNA location in anaphase and later phases of mitosis. Immune-detection of endogenous TRAIP protein confirmed its particular localization in mitosis. Finally, inactivating TRAIP expression in HeLa cells using RNA interference abrogated the cells ability to stop or delay mitosis progression. Our results suggested that TRAIP may involve the spindle assembly checkpoint.

Islet Brain 1 Protects Insulin Producing Cells against Lipotoxicity.

Chronic intake of saturated free fatty acids is associated with diabetes and may contribute to the impairment of functional beta cell mass. Mitogen activated protein kinase 8 interacting protein 1 also called islet brain 1 (IB1) is a candidate gene for diabetes that is required for beta cell survival and glucose-induced insulin secretion (GSIS). In this study we investigated whether IB1 expression is required for preserving beta cell survival and function in response to palmitate. Chronic exposure of MIN6 and isolated rat islets cells to palmitate led to reduction of the IB1 mRNA and protein content. Diminution of IB1 mRNA and protein level relied on the inducible cAMP early repressor activity and proteasome-mediated degradation, respectively. Suppression of IB1 level mimicked the harmful effects of palmitate on the beta cell survival and GSIS. Conversely, ectopic expression of IB1 counteracted the deleterious effects of palmitate on the beta cell survival and insulin secretion. These findings highlight the importance in preserving the IB1 content for protecting beta cell against lipotoxicity in diabetes.

Unique and unifying themes in the mechanisms regulating the expression of the arabidopsis thaliana PR-1 and Solanum tuberosum PR-10a inducible defense genes

Arabidopsis is a model plant used to study disease resistance; Solanum tuberosum or potato is a crop species. Both plants possess inducible defense mechanisms that are deployed upon recognition of pathogen invasion. Transcriptional reprogramming is crucial to the activation of defense responses. The Pathogenesis-Related (PR) genes are activated in these defense programs. Expression of Arabidopsis PR-l and potato PR-10a serve as markers for the deployment of defense responses in these plants. PR-l expression indicates induction of systemic acquired resistance (SAR). Activation of SAR requires accumulation of salicylic acid (SA), in addition to the interaction of the non-expressor of pathogenesis-related genes I (NPRI), with the TGA transcription factors. The PR-10a is activated in response to pathogen invasion, wounding and elicitor treatment. PR-10a induction requires recruitment of the Whirly I (Whyl) activator to the promoter. This locus is also negatively regulated by the silencer element binding factor (SEBF). We established that both the PR-l and PR-10a are occupied by repressors under non-inducing conditions. TGA2 was found to be a constitutive resident and repressor of PR-l, which mediates repression by forming an oligomeric complex on the promoter. The DNA-binding activity of this oligomer required the TGA2 N-terminus (NT). Under resting conditions we determined that the PR-10a is bound by a repressosome containing SEBF and curiously the activator Pto interacting protein 4 (Pti4). In the context of this repressosome, SEBF is responsible for PR-10a binding, yet rWe also showed that PR-l and PR-10a are activated by different means. In PR-l activation the NPRI NT domain alleviates TGA2-mediated repression by interacting with the TGA2 NT. TGA2 remains at the PR-l but adopts a dimeric conformation and forms an enhanceosome with NPRl. In contrast, the PR-10a is activated by evicting the repressosome and recruiting Why! to the promoter. These results advance our understanding of the mechanisms regulating PR-l and PR-10a expression under resting and inducing conditions. This study also revealed that the means of regulation for related genes can differ greatly between model and crop s

Étude de la fonction anti-apoptotique de la sous-unité R1 de la ribonucléotide réductase des virus de l’herpès simplex

L’élimination des cellules infectées par apoptose constitue un mécanisme de défense antivirale. Les virus de l’herpès simplex (HSV) de type 1 et 2 encodent des facteurs qui inhibent l’apoptose induite par la réponse antivirale. La sous-unité R1 de la ribonucléotide réductase d’HSV-2 (ICP10) possède une fonction anti-apoptotique qui protège les cellules épithéliales de l’apoptose induite par les récepteurs de mort en agissant en amont ou au niveau de l’activation de la procaspase-8. Puisqu’une infection avec un mutant HSV-1 déficient pour la R1 diminue la résistance des cellules infectées vis à vis du TNFα, il a été suggéré que la R1 d’HSV-1 (ICP6) pourrait posséder une fonction anti-apoptotique. Le but principal de cette thèse est d’étudier le mécanisme et le potentiel de la fonction anti-apoptotique de la R1 d’HSV-1 et de la R1 d'HSV-2. Dans une première étude, nous avons investigué le mécanisme de la fonction anti-apoptotique de la R1 d’HSV en utilisant le TNFα et le FasL, deux inducteurs des récepteurs de mort impliqués dans la réponse immune anti-HSV. Cette étude a permis d’obtenir trois principaux résultats concernant la fonction anti-apoptotique de la R1 d’HSV. Premièrement, la R1 d’HSV-1 inhibe l’apoptose induite par le TNFα et par le FasL aussi efficacement que la R1 d’HSV-2. Deuxièmement, la R1 d’HSV-1 est essentielle à l’inhibition de l’apoptose induite par le FasL. Troisièmement, la R1 d’HSV interagit constitutivement avec la procaspase-8 d’une manière qui inhibe la dimérisation et donc l’activation de la caspase-8. Ces résultats suggèrent qu’en plus d’inhiber l’apoptose induite par les récepteurs de mort la R1 d’HSV peut prévenir l’activation de la caspase-8 induite par d’autres stimuli pro-apoptotiques. Les ARN double-brins (ARNdb) constituant un intermédiaire de la transcription du génome des HSV et activant l’apoptose par une voie dépendante de la caspase-8, nous avons testé dans une seconde étude l’impact de la R1 d’HSV sur l’apoptose induite par l’acide polyriboinosinique : polyribocytidylique (poly(I:C)), un analogue synthétique des ARNdb. Ces travaux ont montré qu’une infection avec les HSV protège les cellules épithéliales de l’apoptose induite par le poly(I:C). La R1 d’HSV-1 joue un rôle majeur dans l’inhibition de l’activation de la caspase-8 induite par le poly(I:C). La R1 d’HSV interagit non seulement avec la procaspase-8 mais aussi avec RIP1 (receptor interacting protein 1). En interagissant avec RIP1, la R1 d’HSV-2 inhibe l’interaction entre RIP1 et TRIF (Toll/interleukine-1 receptor-domain-containing adapter-inducing interferon β), l’adaptateur du Toll-like receptor 3 qui est un détecteur d’ARNdb , laquelle est essentielle pour signaler l’apoptose induite par le poly(I:C) extracellulaire et la surexpression de TRIF. Ces travaux démontrent la capacité de la R1 d’HSV à inhiber l’apoptose induite par divers stimuli et ils ont permis de déterminer le mécanisme de l’activité anti-apoptotique de la R1 d’HSV. Très tôt durant l’infection, cFLIP, un inhibiteur cellulaire de la caspase-8, est dégradé alors que la R1 d’HSV s’accumule de manière concomitante. En interagissant avec la procapsase-8 et RIP1, la R1 d’HSV se comporte comme un inhibiteur viral de l’activation de la procaspase-8 inhibant l’apoptose induite par les récepteurs de mort et les détecteurs aux ARNdb.

Mécanismes de régulation du trafic et de l’activité du récepteur GABAB

L’acide γ-aminobutyrique (GABA) est le principal neurotransmetteur inhibiteur du système nerveux central et est impliqué dans diverses pathologies incluant l’épilepsie, l’anxiété, la dépression et la dépendance aux drogues. Le GABA agit sur l’activité neuronale par l’activation de deux types de récepteurs; le canal chlorique pentamérique GABAA et l’hétérodimère obligatoire de récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) GABAB. Chacun des récepteurs est responsable de phases distinctes de la réponse cellulaire au GABA. Lors d’une stimulation par le GABA, il est essentiel pour la cellule de pouvoir contrôler le niveau d’activité des récepteurs et au besoin, de limiter leur activation par des mécanismes de désensibilisation et de régulation négative. La désensibilisation nécessite le découplage du récepteur de ses effecteurs, ainsi que sa compartimentation hors de la membrane plasmique dans le but de diminuer la réponse cellulaire à l’agoniste. Les mécanismes de contrôle de l’activité de GABAB semblent anormaux pour un RCPG et sont encore mal moléculairement caractérisés. L’objet de cette thèse est d’étudier la régulation du récepteur GABAB et de sa signalisation par la caractérisation de nouvelles protéines d’interactions étant impliquées dans la désensibilisation, l’internalisation et la dégradation du récepteur. Une première étude nous a permis d’identifier la protéine NSF (N-ethylmaleimide sensitive factor) comme interagissant avec le récepteur hétérodimérique. Nous avons caractérisé le site d’interaction au niveau du domaine coiled-coil de chacune des deux sous-unités de GABAB et constaté la dépendance de cette interaction au statut de l’activité ATPasique de NSF. Nous avons observé que cette interaction pouvait être dissociée par l’activation de GABAB, induisant la phosphorylation du récepteur par la protéine kinase C (PKC) parallèlement à la désensibilisation du récepteur. L’activation de PKC par le récepteur est dépendante de l’interaction NSF-GABAB, ce qui suggère une boucle de rétroaction entre NSF et PKC. Nous proposons donc un modèle où, à l’état basal, le récepteur interagit avec NSF, lui permettant d’activer PKC en réponse à la stimulation par un agoniste, et où cette activation permet à PKC de phosphoryler le récepteur, induisant sa dissociation de NSF et sa désensibilisation. Nous avons par la suite étudié la dégradation et l’ubiquitination constitutive de GABAB et la régulation de celles-ci par PKC et l’enzyme de déubiquitination USP14 (ubiquitin-specific protease 14). Au niveau basal, le récepteur est ubiquitiné, et présente une internalisation et une dégradation rapide. L’activation de PKC augmente l’ubiquitination à la surface cellulaire et l’internalisation, et accélère la dégradation du récepteur. USP14 est en mesure de déubiquitiner le récepteur suite à l’internalisation, mais accélère aussi la dégradation par un mécanisme indépendant de son activité enzymatique. Nos résultats suggèrent un mécanisme où l’ubiquitination promeut l’internalisation et où USP14 cible le récepteur ubiquitiné vers un processus de dégradation lysosomale. La troisième étude porte sur la régulation de la densité de récepteurs à la membrane plasmique par la protéine Grb2 (growth factor receptor-bound protein 2). Nous avons déterminé que Grb2 interagit avec GABAB1 au niveau de la séquence PEST (riche en proline, glutamate, sérine et thréonine) du domaine carboxyl-terminal, et que cette interaction module l’expression à la surface du récepteur hétérodimérique en diminuant l’internalisation constitutive par un mécanisme encore inconnu. Cette inhibition de l’internalisation pourrait provenir d’une compétition pour le site de liaison de Grb2 à GABAB1, ce site étant dans une région interagissant avec plusieurs protéines impliquées dans le trafic du récepteur, tels le complexe COPI et la sous-unité γ2S du récepteur GABAA (1, 2). En proposant de nouveaux mécanismes moléculaires contrôlant l’activité et l’expression à la membrane du récepteur GABAB par les protéines NSF, PKC, USP14 et Grb2, les études présentées dans cette thèse permettent de mieux comprendre les processus d’internalisation et de dégradation, ainsi que du contrôle de l’activité de GABAB par la désensibilisation, ouvrant la porte à une meilleure compréhension de la signalisation GABAergique.

Biochemical and functional characterization of the tumor suppressors BRCA1 and BAP1

L’ubiquitination est une modification post-traductionnelle qui joue un rôle majeur dans la régulation d’une multitude de processus cellulaires. Dans cette thèse, je discuterai de la caractérisation de deux protéines, BRCA1 et BAP1, soit deux suppresseurs de tumeurs fonctionnellement reliés. BRCA1, une ubiquitine ligase qui catalyse la liaison de l’ubiquitine à une protéine cible, est mutée dans les cancers du sein et de l'ovaire. Il est bien établi que cette protéine aide à maintenir la stabilité génomique suite à un bris double brin de l’ADN (BDB), et ce, à l’aide d’un mécanisme de réparation bien caractérisé appelé recombinaison homologue. Cependant, les mécanismes de régulation de BRCA1 suite à des stresses génotoxiques n’impliquant pas directement un BDB ne sont pas pleinement élucidés. Nous avons démontré que BRCA1 est régulée par dégradation protéasomale suite à une exposition des cellules à deux agents génotoxiques reconnus pour ne pas directement générer des BDBs, soit les rayons UV, qui provoquent la distorsion de l’hélice d’ADN, et le méthyle méthanesulfonate (MMS), qui entraîne l’alkylation de l’ADN. La dégradation de BRCA1 est réversible et indépendante des kinases associées à la voie des PI3 kinase, soit ATM, ATR et DNA-PK, protéines qui sont rapidement activées par les dommages à l’ADN. Nous proposons que la dégradation de BRCA1 prévienne son recrutement intempestif, ainsi que celui des facteurs qui lui sont associés, à des sites de dommages d’ADN qui ne sont pas des BDBs, et que cette régulation coordonne la réparation de l’ADN. L’enzyme de déubiquitination BAP1 a initialement été identifiée comme une protéine capable d’interagir avec BRCA1 et de réguler sa fonction. Elle est également connue pour sa capacité à se lier avec les protéines du groupe Polycomb, ASXL1 et ASXL2. Cependant, l’importance de ces interactions n’a toujours pas été établie. Nous avons démontré que BAP1 forme deux complexes protéiques mutuellement exclusifs avec ASXL1 et ASXL2. Ces interactions sont critiques pour la liaison de BAP1 à l’ubiquitine ainsi que pour la stimulation de son activité enzymatique envers l’histone H2A. Nous avons également identifié des mutations de BAP1 dérivées de cancers qui empêchent à la fois son interaction avec ASXL1 et AXSL2, et son activité de déubiquitinase, ce qui fournit un lien mécanistique direct entre la déubiquitination de H2A et la tumorigenèse. Élucider les mécanismes de régulation de BRCA1 et BAP1 menera à une meilleure compréhension de leurs rôles de suppresseurs de tumeurs, permettant ainsi d’établir de nouvelles stratégies de diagnostic et traitement du cancer.