Human herpes virus-6 induced changes in the expression and activity of the E2F family transcription factors in human cells

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Identification de gènes ciblès par ETV6-AML1, un facteur de transcription chimérique retrouvé dans la leucémie de l'enfant

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Nouveau rôle d'E2A et HEB dans la régulation du facteur de transcription hématopoiétique SCL

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Taf14 : un cofacteur de transcription impliqué dans l'activation de la transcription de Imp2 : un gène nécessaire pour la résistance à la bléomycine chez la levure Saccharomyces cerevisiae

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

The comparative utility of fluorescence in situ hybridization and reverse transcription-polymerase chain reaction in the diagnosis of alveolar rhabdomyosarcoma.

Fluorescence in situ hybridization (FISH) for FOXO1 gene rearrangement and reverse transcription-polymerase chain reaction (PCR) for PAX3/7-FOXO1 fusion transcripts have become routine ancillary tools for the diagnosis of alveolar rhabdomyosarcomas (ARMS). Here we summarize our experience of these adjunct diagnostic modalities at a tertiary center, presenting the largest comparative series of FISH and PCR for suspected or possible ARMS to date. All suspected or possible ARMS tested by FISH or PCR for FOXO1 rearrangement or PAX3/7-FOXO1 fusion transcripts over a 7-year period were included. FISH and PCR results were correlated with clinical and histologic findings. One hundred samples from 95 patients had FISH and/or PCR performed. FISH had higher rates of technical success (96.8 %) compared with PCR (88 %). Where both tests were utilized successfully, there was high concordance rate between them (94.9 %). In 24 histologic ARMS tested for FISH or PCR, 83.3 % were translocation-positive (all for PAX3-FOXO1 by PCR) and included 3 histologic solid variants. In 76 cases where ARMS was excluded, there were 3 potential false-positive cases with FISH but none with PCR. PCR had similar sensitivity (85.7 %) and better specificity (100 %) in aiding the diagnosis of ARMS, compared with FISH (85 and 95.8 %, respectively). All solid variant ARMS harbored FOXO1 gene rearrangements and PAX3-FOXO1 ARMS were detected to the exclusion of PAX7-FOXO1. In comparative analysis, both FISH and PCR are useful in aiding the diagnosis of ARMS and excluding its sarcomatous mimics. FISH is more reliable technically but has less specificity than PCR. In cases where ARMS is in the differential diagnosis, it is optimal to perform both PCR and FISH: both have similar sensitivities for detecting ARMS, but FISH may confirm or exclude cases that are technically unsuccessful with PCR, while PCR can detect specific fusion transcripts that may be useful prognostically.

Angiomatoid fibrous histiocytoma: comparison of fluorescence in situ hybridization and reverse transcription polymerase chain reaction as adjunct diagnostic modalities

Angiomatoid fibrous histiocytoma (AFH) is a rare soft tissue neoplasm of intermediate biologic potential and uncertain differentiation, most often arising in the extremities of children and young adults. Although it has characteristic histologic features of a lymphoid cuff surrounding nodules of ovoid cells with blood-filled cystic cavities, diagnosis is often difficult due to its morphologic heterogeneity and lack of specific immunoprofile. Angiomatoid fibrous histiocytoma is associated with recurrent chromosomal translocations, leading to characteristic EWSR1-CREB1, EWSR1-ATF1, and, rarely, FUS-ATF1 gene fusions; fluorescence in situ hybridization (FISH), detecting EWSR1 or FUS rearrangements, and reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) for EWSR1-CREB1 and EWSR1-ATF1 fusion transcripts have become routine ancillary tools. We present a large comparative series of FISH and RT-PCR for AFH. Seventeen neoplasms (from 16 patients) histologically diagnosed as AFH were assessed for EWSR1 rearrangements or EWSR1-CREB1 and EWSR1-ATF1 fusion transcripts. All 17 were positive for either FISH or RT-PCR or both. Of 16, 14 (87.5%) had detectable EWSR1-CREB1 or EWSR1-ATF1 fusion transcripts by RT-PCR, whereas 13 (76.5%) of 17 had positive EWSR1 rearrangement with FISH. All 13 of 13 non-AFH control neoplasms failed to show EWSR1-CREB1 or EWSR1-ATF1 fusion transcripts, whereas EWSR1 rearrangement was present in 2 of these 13 cases (which were histopathologically myoepithelial neoplasms). This study shows that EWSR1-CREB1 or EWSR1-ATF1 fusions predominate in AFH (supporting previous reports that FUS rearrangement is rare in AFH) and that RT-PCR has a comparable detection rate to FISH for AFH. Importantly, cases of AFH can be missed if RT-PCR is not performed in conjunction with FISH, and RT-PCR has the added advantage of specificity, which is crucial, as EWSR1 rearrangements are present in a variety of neoplasms in the histologic differential diagnosis of AFH, that differ in behavior and treatment.

The identification of a novel role for BRCA1 in regulating RNA Polymerase I transcription

The unrestrained proliferation of cancer cells requires a high level of ribosome biogenesis. The first stage of ribosome biogenesis is the transcription of the large ribosomal RNAs (rRNAs); the structural and functional components of the ribosome. Transcription of rRNA is carried out by RNA Polymerase I (Pol-I) and its associated holoenzyme complex. Here we report that BRCA1, a nuclear phosphoprotein, and a known tumour suppressor involved in variety of cellular processes such as DNA damage response, transcriptional regulation, cell cycle control and ubiquitylation, is associated with rDNA repeats, in particular with the regulatory regions of the rRNA gene. We demonstrate that BRCA1 interacts directly with the basal Pol-I transcription factors; upstream binding factor (UBF), selectivity factor-1 (SL1) as well as interacting with RNA Pol-I itself. We show that in response to DNA damage, BRCA1 occupancy at the rDNA repeat is decreased and the observed BRCA1 interactions with the Pol-I transcription machinery are weakened. We propose, therefore, that there is a rDNA associated fraction of BRCA1 involved in DNA damage dependent regulation of Pol-I transcription, regulating the stability and formation of the Pol-I holoenzyme during initiation and/or elongation in response to DNA damage.

Rôle du facteur de transcription PITX1 dans les pathogenèses de l'ostéoporose et des maladies parodontales

L’ostéoporose est une maladie caractérisée par une faible masse osseuse et une détérioration du tissu osseux. Cette condition entraîne une plus grande fragilité osseuse et des risques de fractures. Plusieurs études ont associé l’ostéoporose à la faible densité osseuse des mandibules, à la perte d’attache parodontale, à l’augmentation de la hauteur de la crête alvéolaire et à la chute des dents. Cette étude vise à comprendre les mécanismes sous-jacents cette perte osseuse. En effet, au cours du développement des souris, PITX1 joue un rôle clé dans l'identité des membres postérieurs et dans le bon développement des mandibules et des dents. Son inactivation complète chez la souris mène à un phénotype squelettique sévère. Tandis que, son inactivation partielle provoque des symptômes apparentés à l'arthrose avec une augmentation de la masse osseuse au niveau de l’os cortical et de l’os trabéculaire. Inversement, une étude antérieure chez des jumelles monozygotiques discordantes pour l’ostéoporose, montrent une augmentation d’environ 8.6 fois du niveau d’expression du gène Pitx1 chez la jumelle ostéoporotique. Collectivement, ces données nous ont poussés à investiguer sur le rôle du facteur de transcription PITX1 dans le métabolisme osseux normal et pathologique. Dans ce contexte, des souris transgéniques Col1α1-Pitx1 sur-exprimant Pitx1 spécifiquement dans le tissu osseux sous le promoteur du collagène de type-I (fragment 2.1kpb) ont été générées et phénotypiquement caractérisées. Ces résultats ont révelé que les souris transgéniques Col1α1-Pitx1 présentaient un phénotype similaire à celui des patients ostéoporotiques accompagné d'une perte de dents et des problèmes dentaires et parodontaux. De plus, cette étude a révélé que la surexpression de Pitx1 induit une altération de l’homéostasie osseuse via l’inactivation de la voie de signalisation Wnt/β-caténine canonique. Cette hypothèse a été appuyée par le fait que le traitement des souris transgéniques Col1α1-Pitx1 avec du chlorure de lithium, un activateur de la voie Wnt canonique, prévient le phénotype ostéoporotique chez ces souris. Finalement, cette étude établit un rôle crucial de PITX1 dans la régulation de la masse osseuse et une implication possible dans l’ostéoporose et les maladies parodontales via l’inactivation de la voie de signalisation Wnt/β-caténine canonique.

The regulatory role of eNOS-derived nitric oxide on transcription in endothelial cells: Impact of S-nitrosylation on β-catenin signaling

Les cellules endothéliales forment une couche semi-perméable entre le sang et les organes. La prolifération, la migration et la polarisation des cellules endothéliales sont essentielles à la formation de nouveaux vaisseaux à partir de vaisseaux préexistants, soit l’angiogenèse. Le facteur de croissance de l’endothélium vasculaire (VEGF) peut activer la synthase endothéliale du monoxyde d’azote (eNOS) et induire la production de monoxyde d’azote (NO) nécessaire pour la régulation de la perméabilité vasculaire et l’angiogenèse. β- caténine est une composante essentielle du complexe des jonctions d’ancrage ainsi qu’un régulateur majeur de la voie de signalisation de Wnt/β-caténine dans laquelle elle se joint au facteur de transcription TCF/LEF et module l’expression de nombreux gènes, dont certains sont impliqués dans l’angiogenèse. La S-nitrosylation (SNO) est un mécanisme de régulation posttraductionnel des protéines par l’ajout d’un groupement nitroso au niveau de résidus cystéines. Le NO produit par eNOS peut induire la S-nitrosylation de la β−caténine au niveau des jonctions intercellulaires et moduler la perméabilité de l’endothélium. Il a d’ailleurs été montré que le NO peut contrôler l’expression génique par la transcription. Le but de cette thèse est d’établir le rôle du NO au sein de la transcription des cellules endothéliales, spécifiquement au niveau de l’activité de β-caténine. Le premier objectif était de déterminer si la SNO de la β-caténine affecte son activité transcriptionnelle. Nous avons montré que le NO inhibe l’activité transcriptionnelle de β- caténine ainsi que la prolifération des cellules endothéliales induites par l’activation de la voie Wnt/β-caténine. Il est intéressant de constater que le VEGF, qui induit la production de NO via eNOS, réprime l’expression de AXIN2 qui est un gène cible de Wnt s’exprimant suite à la i i stimulation par Wnt3a et ce, dépendamment de eNOS. Nous avons identifié que la cystéine 466 de la β-caténine est un résidu essentiel à la modulation répressive de son activité transcriptionnelle par le NO. Lorsqu’il est nitrosylé, ce résidu est responsable de la perturbation du complexe de transcription formé de β-caténine et TCF-4 ce qui inhibe la prolifération des cellules endothéliales induite par la stimulation par Wnt3a. Puisque le NO affecte la transcription, nous avons réalisé l’analyse du transcriptome afin d’obtenir une vue d’ensemble du rôle du NO dans l’activité transcriptionnelle des cellules endothéliales. L’analyse différentielle de l’expression des gènes de cellules endothéliales montre que la répression de eNOS par siRNA augmente l’expression de gènes impliqués au niveau de la polarisation tels que : PARD3A, PARD3B, PKCZ, CRB1 et TJ3. Cette analyse suggère que le NO peut réguler la polarisation des cellules et a permis d’identifier des gènes responsables de l’intégrité des cellules endothéliales et de la réponse immunitaire. De plus, l’analyse de voies de signalisation par KEGG montre que certains gènes modulés par l’ablation de eNOS sont enrichis dans de nombreuses voies de signalisation, notamment Ras et Notch qui sont importantes lors de la migration cellulaire et la différenciation des cellules de têtes et de tronc (tip/stalk). Le regroupement des gènes exprimés chez les cellules traitées au VEGF (déplétées de eNOS ou non) révèle que le NO peut affecter l’expression de gènes contribuant au processus angiogénique, dont l’attraction chimiotactique. Notre étude montre que le NO module la transcription des cellules endothéliales et régule l’expression des gènes impliqués dans l’angiogenèse et la fonction endothéliale.

Synthetic lethal targeting of oncogenic transcription factors in acute leukemia by PARP inhibitors

Acute myeloid leukemia (AML) is mostly driven by oncogenic transcription factors, which have been classically viewed as intractable targets using small molecule inhibitor approaches. Here, we demonstrate that AML driven by repressive transcription factors including AML1-ETO and PML-RARα are extremely sensitive to Poly (ADP-ribose) Polymerase (PARP) inhibitor (PARPi), in part due to their suppressed expression of key homologous recombination genes and thus compromised DNA damage response (DDR). In contrast, leukemia driven by MLL fusions with dominant transactivation ability is proficient in DDR and insensitive to PARP inhibition. Intriguing, depletion of an MLL downstream target, Hoxa9 that activates expression of various HR genes, impairs DDR and sensitizes MLL leukemia to PARPi. Conversely, Hoxa9 over-expression confers PARPi resistance to AML1-ETO and PML-RARα transformed cells. Together, these studies describe a potential utility of PARPi-induced synthetic lethality for leukemia treatment and reveal a novel molecular mechanism governing PARPi sensitivity in AML.

Arabidopsis MYC transcription factors are the target of hormonal salicylic acid/jasmonic acid cross talk in response to Pieris brassicae egg extract.

Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) plants recognize insect eggs and activate the salicylic acid (SA) pathway. As a consequence, expression of defense genes regulated by the jasmonic acid (JA) pathway is suppressed and larval performance is enhanced. Cross talk between defense signaling pathways is common in plant-pathogen interactions, but the molecular mechanism mediating this phenomenon is poorly understood. Here, we demonstrate that egg-induced SA/JA antagonism works independently of the APETALA2/ETHYLENE RESPONSE FACTOR (AP2/ERF) transcription factor ORA59, which controls the ERF branch of the JA pathway. In addition, treatment with egg extract did not enhance expression or stability of JASMONATE ZIM-domain transcriptional repressors, and SA/JA cross talk did not involve JASMONATE ASSOCIATED MYC2-LIKEs, which are negative regulators of the JA pathway. Investigating the stability of MYC2, MYC3, and MYC4, three basic helix-loop-helix transcription factors that additively control jasmonate-related defense responses, we found that egg extract treatment strongly diminished MYC protein levels in an SA-dependent manner. Furthermore, we identified WRKY75 as a novel and essential factor controlling SA/JA cross talk. These data indicate that insect eggs target the MYC branch of the JA pathway and uncover an unexpected modulation of SA/JA antagonism depending on the biological context in which the SA pathway is activated.

Implication de TLE3 et KDM5A dans la régulation de la transcription des gènes cibles du récepteur des œstrogènes ERα

Dans le noyau cellulaire, l’ADN est compacté autour de petites protéines appelées histones formant ainsi le nucléosome, unité de base de la chromatine. Les nucléosomes contrôlent la liaison des facteurs de transcription à l’ADN et sont ainsi responsables de la régulation des processus cellulaires tels que la transcription. Afin de permettre l’expression des gènes, la chromatine est remodelée, c’est-à-dire que les nucléosomes sont repositionnés de manière à ce que la machinerie générale de la transcription puisse atteindre l’ADN afin de produire l’ARN messager. La moindre petite modification dans la fonction des facteurs de transcription ou des enzymes responsables du remodelage de la chromatine entraine des variations d’expression des gènes, et donc des maladies telles que les cancers. Le cancer du sein est le cancer le plus couramment développé chez les femmes. Cette maladie est principalement causée par l’activité du récepteur des œstrogènes ERα et de ses co-régulateurs ayant, pour la plupart, un rôle direct sur le remodelage de la chromatine. Afin de mieux comprendre le développement et la progression du cancer du sein, nous avons décidé d’étudier le rôle de deux co-régulateurs de ERα, TLE3 et KDM5A, impliqués dans le remodelage de la chromatine et dont la fonction dans le cancer du sein est indéterminée. Nous avons démontré que TLE3 est un partenaire d’interaction du facteur pionnier FoxA1, facteur nécessaire à la liaison de ERα sur l’ADN pour la transcription des gènes cibles de ce récepteur. L’interaction de TLE3 avec FoxA1 inhibe la liaison de ERα à l’ADN en absence d’œstrogènes, via le recrutement de HDAC2 qui déacétyle la chromatine, empêchant alors l’activation fortuite de la transcription en absence de signal. Quant à KDM5A, malgré sa réputation de répresseur de la transcription, dans le cancer du sein, cette déméthylase de H3K4me2/3 est un coactivateur de ERα, dû à son rôle direct sur l’expression du récepteur.

Analysis of the role of the transcription factor C/EBPβ in controlling uterine functions during early pregnancy

Embryo implantation into the endometrium is a complex biological process involving the integration of steroid hormone signaling, endometrial tissue remodeling and maternal- fetal communications. A successful pregnancy is the outcome of the timely integration of these events during the early stages of implantation. The involvement of ovarian steroid hormones, estrogen (E) and progesterone (P), acting through their cognate receptors, is essential for uterine functions during pregnancy. The molecular mechanisms that control the process of implantation are undergoing active exploration. Through our recent efforts, we identified the transcription factor, CCAAT Enhancer Binding Protein Beta (C/EBPb) as a prominent target of estrogen and progesterone signaling in the uterus. The development of a C/EBPb-null mouse model, which is infertile, presented us with an opportunity to analyze the role of this molecule in uterine function. We discovered that C/EBPb functions in two distinct manners: (i) by acting as a mediator of E-induced proliferation of the uterine epithelium and (ii) by controlling uterine stromal cell differentiation, a process known as decidualization, during pregnancy. My studies have delineated important mechanisms by which E regulates C/EBPb expression to induce DNA replication and prevent apoptosis of uterine epithelial cells during E-induced epithelial growth. In subsequent studies, I analyzed the role of C/EBPb in decidualization and uncovered a unique mechanism by which C/EBPb regulates the synthesis of a unique laminin-containing extracellular matrix (ECM) that supports stromal cell differentiation and embryo invasion. In order to better define the role of laminin in implantation, we developed a laminin gamma 1-conditional knockout mouse model. This is currently an area of ongoing investigation. The information gained from our analysis of C/EBPb function in the uterus provides new insights into the mechanisms of steroid hormone action during early pregnancy. Ultimately, our findings may aid in the understanding of dysregulation of hormone-controlled pathways that underlie early pregnancy loss and infertility in women.

Early programming of the oocyte epigenome temporally controls late prophase I transcription and chromatin remodelling

Oocytes are arrested for long periods of time in the prophase of the first meiotic division (prophase I). As chromosome condensation poses significant constraints to gene expression, the mechanisms regulating transcriptional activity in the prophase I-arrested oocyte are still not entirely understood. We hypothesized that gene expression during the prophase I arrest is primarily epigenetically regulated. Here we comprehensively define the Drosophila female germ line epigenome throughout oogenesis and show that the oocyte has a unique, dynamic and remarkably diversified epigenome characterized by the presence of both euchromatic and heterochromatic marks. We observed that the perturbation of the oocyte's epigenome in early oogenesis, through depletion of the dKDM5 histone demethylase, results in the temporal deregulation of meiotic transcription and affects female fertility. Taken together, our results indicate that the early programming of the oocyte epigenome primes meiotic chromatin for subsequent functions in late prophase I.