Suppression of DNA-damage checkpoint signaling by Rsk-mediated phosphorylation of Mre11.

Ataxia telangiectasia mutant (ATM) is an S/T-Q-directed kinase that is critical for the cellular response to double-stranded breaks (DSBs) in DNA. Following DNA damage, ATM is activated and recruited by the MRN protein complex [meiotic recombination 11 (Mre11)/DNA repair protein Rad50/Nijmegen breakage syndrome 1 proteins] to sites of DNA damage where ATM phosphorylates multiple substrates to trigger cell-cycle arrest. In cancer cells, this regulation may be faulty, and cell division may proceed even in the presence of damaged DNA. We show here that the ribosomal s6 kinase (Rsk), often elevated in cancers, can suppress DSB-induced ATM activation in both Xenopus egg extracts and human tumor cell lines. In analyzing each step in ATM activation, we have found that Rsk targets loading of MRN complex components onto DNA at DSB sites. Rsk can phosphorylate the Mre11 protein directly at S676 both in vitro and in intact cells and thereby can inhibit the binding of Mre11 to DNA with DSBs. Accordingly, mutation of S676 to Ala can reverse inhibition of the response to DSBs by Rsk. Collectively, these data point to Mre11 as an important locus of Rsk-mediated checkpoint inhibition acting upstream of ATM activation.

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.

Rsk-2 activity is necessary for epidermal growth factor-induced phosphorylation of CREB protein and transcription of c-fos gene

Activation by growth factors of the Ras-dependent signaling cascade results in the induction of p90 ribosomal S6 kinases (p90rsk). These are translocated into the nucleus upon phosphorylation by mitogen-activated protein kinases, with which p90rsk are physically associated in the cytoplasm. In humans there are three isoforms of the p90rsk family, Rsk-1, Rsk-2, and Rsk-3, which are products of distinct genes. Although these isoforms are structurally very similar, little is known about their functional specificity. Recently, mutations in the Rsk-2 gene have been associated with the Coffin–Lowry syndrome (CLS). We have studied a fibroblast cell line established from a CLS patient that bears a nonfunctional Rsk-2. Here we document that in CLS fibroblasts there is a drastic attenuation in the induced Ser-133 phosphorylation of transcription factor CREB (cAMP response element-binding protein) in response to epidermal growth factor stimulation. The effect is specific, since response to serum, cAMP, and UV light is unaltered. Furthermore, epidermal growth factor-induced expression of c-fos is severely impaired in CLS fibroblasts despite normal phosphorylation of serum response factor and Elk-1. Finally, coexpression of Rsk-2 in transfected cells results in the activation of the c-fos promoter via the cAMP-responsive element. Thus, we establish a link in the transduction of a specific growth factor signal to changes in gene expression via the phosphorylation of CREB by Rsk-2.

Physical characterization of plastic surfaces in wearing and cleanability research

Plastic surfaces are a group of materials used for many purposes. The present study was focused on methods for investigation of surface topography, wearing and cleanability of polyvinyl chloride (PVC) model surfaces and industrial plastic surfaces. Contact profilometry, scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) are powerful methods for studying the topography of plastic surfaces. Although they have their own limitations, they are together an effective tool providing useful information on surface topography, especially when studying laboratory-made PVC model surfaces with known chemical compositions and structures. All examined laboratory-made PVC plastic surfaces examined in this work could be considered as smooth according to both AFM and profilometer measurements because height differences are in the nanoscale on every surface. Industrial plastic surfaces are a complex group of materials because of their chemical and topographical heterogeneity, but they are nevertheless important reference materials when developing cleaning and wearing methods. According to the results of this study the Soiling and Wearing Drum and the Frick-Taber methods are very useful when simulating three-body wearing of plastic surfaces. Both the investigated wearing methods can be used to compare the wearing of different plastic materials using appropriate evaluation methods of wearing and industrial use. In this study, physical methods were developed and adapted from other fields of material research to cleanability studies. The thesis focuses on the methodology for investigating the cleanability of plastic surfaces under realistic conditions, where surface topography and the effect of wear cleanability were among the major topics. A colorimetric method proved to be suitable for examining the cleanability of the industrial plastic surfaces. The results were utilized to evaluate the relationship between cleanability and the surface properties of plastic surfaces. The devices and methods used in the work can be utilized both in material research and product development.

Adaptive Keeper Design for Dynamic Logic Circuits Using Rate Sensing Technique

The increasing variability in device leakage has made the design of keepers for wide OR structures a challenging task. The conventional feedback keepers (CONV) can no longer improve the performance of wide dynamic gates for the future technologies. In this paper, we propose an adaptive keeper technique called rate sensing keeper (RSK) that enables faster switching and tracks the variation across different process corners. It can switch upto 1.9x faster (for 20 legs) than CONV and can scale upto 32 legs as against 20 legs for CONV in a 130-nm 1.2-V process. The delay tracking is within 8% across the different process corners. We demonstrate the circuit operation of RSK using a 32 x 8 register file implemented in an industrial 130-nm 1.2-V CMOS process. The performance of individual dynamic logic gates are also evaluated on chip for various keeper techniques. We show that the RSK technique gives superior performance compared to the other alternatives such as Conditional Keeper (CKP) and current mirror-based keeper (LCR).

Involvement of p90 ribosomal S6 kinase in termination of cell cycle arrest during development of Artemia-encysted embryos

Artemia has evolved a unique developmental pattern of encysted embryos to cope with various environmental threats. Cell divisions totally cease during the preemergence developmental stage from gastrula to prenauplius. The molecular mechanism of this, however, remains unknown. Our study focuses on the involvement of p90 ribosomal S6 kinase (RSK), a family of serine/threonine kinase-mediating signal transduction downstream of mitogen-activated protein kinase cascades, in the termination of cell cycle arrest during the post-embryonic development of Artemia-encysted gastrula. With immunochemistry, morphology, and cell cycle analysis, the identified Artemia RSK was established to be specifically activated during the post-embryonic and early larval developmental stages when arrested cells of encysted embryos resumed mitoses. In vivo knockdown of RSK activity by RNA interference, kinase inhibition, and antibody neutralization consistently induced defective larvae with distinct gaps between the exoskeleton and internal tissues. In these abnormal individuals, mitoses were detected to be largely inhibited in the affected regions. These results display the requirement of RSK activity during Artemia development and suggest its role in termination of cell cycle (G(2)/M phase) arrest and promotion of mitogenesis. Our findings may, thus, provide insights into the regulation of cell division during Artemia post-embryonic development and reveal further aspects of RSK functions.

Control of Emi2 activity and stability through Mos-mediated recruitment of PP2A.

Before fertilization, vertebrate eggs are arrested in meiosis II by cytostatic factor (CSF), which holds the anaphase-promoting complex (APC) in an inactive state. It was recently reported that Mos, an integral component of CSF, acts in part by promoting the Rsk-mediated phosphorylation of the APC inhibitor Emi2/Erp1. We report here that Rsk phosphorylation of Emi2 promotes its interaction with the protein phosphatase PP2A. Emi2 residues adjacent to the Rsk phosphorylation site were important for PP2A binding. An Emi2 mutant that retained Rsk phosphorylation but lacked PP2A binding could not be modulated by Mos. PP2A bound to Emi2 acted on two distinct clusters of sites phosphorylated by Cdc2, one responsible for modulating its stability during CSF arrest and one that controls binding to the APC. These findings provide a molecular mechanism for Mos action in promoting CSF arrest and also define an unusual mechanism, whereby protein phosphorylation recruits a phosphatase for dephosphorylation of distinct sites phosphorylated by another kinase.

Regulation of DNA Double Strand Break Response

To ensure genomic integrity, dividing cells implement multiple checkpoint pathways during the course of the cell cycle. In response to DNA damage, cells may either halt the progression of the cycle (cell cycle arrest) or undergo apoptosis. This choice depends on the extent of damage and the cell's capacity for DNA repair. Cell cycle arrest induced by double-stranded DNA breaks relies on the activation of the ataxia-telangiectasia (ATM) protein kinase, which phosphorylates cell cycle effectors (e.g., Chk2 and p53) to inhibit cell cycle progression. ATM is an S/T-Q directed kinase that is critical for the cellular response to double-stranded DNA breaks. Following DNA damage, ATM is activated and recruited to sites of DNA damage by the MRN protein complex (Mre11-Rad50-Nbs1 proteins) where ATM phosphorylates multiple substrates to trigger a cell cycle arrest. In cancer cells, this regulation may be faulty and cell division may proceed even in the presence of damaged DNA. We show here that the RSK kinase, often elevated in cancers, can suppress DSB-induced ATM activation in both Xenopus egg extracts and human tumor cell lines. In analyzing each step in ATM activation, we have found that RSK disrupts the binding of the MRN complex to DSB DNA. RSK can directly phosphorylate the Mre11 protein at Ser 676 both in vitro and in intact cells and can thereby inhibit loading of Mre11 onto DSB DNA. Accordingly, mutation of Ser 676 to Ala can reverse inhibition of the DSB response by RSK. Collectively, these data point to Mre11 as an important locus of RSK-mediated checkpoint inhibition acting upstream of ATM activation.

The phosphorylation of Mre11 on Ser 676 is antagonized by phosphatases. Here, we screened for phosphatases that target this site and identified PP5 as a candidate. This finding is consistent with the fact that PP5 is required for the ATM-mediated DNA damage response, indicating that PP5 may promote DSB-induced, ATM-dependent DNA damage response by targeting Mre11 upstream of ATM.

Shore height and differentials between macrobenthic assemblages in vegetated and unvegetated areas of an intertidal sandflat

Intertidal macrobenthic faunal assemblages of a dual seagrass/callianassid-structured sandflat system were investigated in subtropical Moreton Bay, Queensland. Consistently across all 20 stations, the gastropod-dominated seagrass supported greater abundance (2.5×) and species richness (2×) than the amphipod-dominated sandflat. There was no evidence of along-shore or up-shore variation in the overall assemblage properties such as total abundance, species richness or diversity within either habitat type, except for variation in sandflat abundance between sites. But seagrass and sandflat assemblages both varied significantly in composition from site to site, and seagrass assemblage composition also varied with shore height. Shore height and site, however, only accounted for ≤41% of total variation. The two faunal assemblages showed a Bray–Curtis dissimilarity of 97.7% and within-habitat similarities of <20%. There was no consistency in distribution of greater diversity, dominance or evenness. No differential between any assemblage features in adjacent sandflat and seagrass samples changed with shore height, supporting hypotheses that such differentials are not maintained by predation. Macrofaunal species richness and diversity were closely coupled within sandflat stations but were uncoupled within seagrass ones, questioning the value of diversity as a comparative measure.

Rôles des kinases IKK et IKK-related dans les maladies inflammatoires chroniques : implications dans l’athérosclérose et la réponse hypoxique

L’inflammation est un procédé complexe qui vise l’élimination de l’agent causal de dommages tissulaires en vue de faciliter la réparation du tissu affecté. La persistance de l’agent causal ou l’incapacité à résoudre l’inflammation mène à un dérèglement homéostatique chronique qui peut avoir une incidence sur la morbidité et la mortalité. L’athérosclérose est une condition inflammatoire chronique des vaisseaux sanguins dont l’origine est multifactorielle. L’hypertension et l’état infectieux représentent respectivement des facteurs de risque classiques et émergents du développement de cette maladie. Les fondements initiaux de l’inflammation font intervenir l’immunité innée, la première ligne de défense dont disposent les cellules pour répondre à un signal de danger. Le but de cette thèse est d’examiner le rôle pro-inflammatoire d’une famille de kinases essentielles à l’immunité innée, soit celle des kinases de IkappaB (IKK) et des kinases IKK-related. Les kinases IKKalpha et IKKbeta forment le complexe IKK avec la molécule adaptatrice NEMO/IKKgamma. Ce complexe est chargé d’effectuer la phosphorylation de l’inhibiteur de NF-kappaB, IkappaBalpha, ce qui mène à sa dégradation et à la libération du facteur de transcription NF-kappaB. Nous montrons que le peptide vasoactif angiotensine II (AngII) induit l’activité phosphotransférase d’IKKbeta dans les VSMC par immunoprécipitation de NEMO puis essai kinase in vitro. Grâce à une approche ARN interférence (ARNi) dirigée contre IKK, nous montrons que cette kinase est responsable de la phosphorylation de p65/RelA. Nous montrons que le mécanisme d’induction de NF-kappaB par l’AngII est atypique, puisqu’il ne module pas IkappaBalpha, et montrons à l’aide d’inhibiteurs pharmacologiques que l’activation de p65 est indépendante des voies MEK-ERK-RSK, PI3K et de la transactivation du récepteur de l’EGF. Les kinases IKK-related Tank-binding kinase 1 (TBK1) et IKK-i sont quant à elles principalement activées suite à une infection bactérienne ou virale. Ces kinases phosphorylent directement le facteur de transcription interferon regulatory factor (IRF)-3. Nous montrons que le cytomégalovirus humain, un pathogène associé à l’athérosclérose, a la capacité d’induire l’activation de TBK1 dans les VSMC. L’usage d’ARNi dirigé contre TBK1 et IKKi montre que les 2 kinases sont impliquées dans l’activation d’IRF-3. De plus, nous montrons à l’aide d’une lignée de VSMC exprimant une version dominante négative d’IRF-3 que ce dernier est essentiel à la synthèse des chimiokines RANTES et IP-10, tel qu’analysé par RT-PCR. Par ailleurs, il a récemment été montré que les kinases IKK-related étaient étroitement liées à la transformation oncogénique, et que TBK1 était pro-angiogénique. Or, l’angiogenèse est le plus souvent modulée par la réponse hypoxique qui est d’ailleurs commune à la majorité des processus inflammatoires. Le facteur de transcription hypoxia inducible factor (HIF)-1 module l’angiogenèse, l’inflammation et la survie cellulaire. Nous montrons à l’aide de cellules Tbk1 et Ikbke -/- et d’une approche lentivirale que TBK1 est spécifiquement impliquée dans l’induction traductionnelle de HIF-1alpha en condition de stress hypoxique. L’expression de TBK1 est induite sous ces conditions, et cette kinase module la phosphorylation de ERK, RSK, Akt et TSC1. Les résultats originaux présentés dans cette thèse montrent donc que les kinases IKK et IKK-related exercent leurs actions pro-inflammatoires par des mécanismes distincts.

Caractérisation des processus moléculaires impliqués dans l’activation de la protéine IKKbeta par l'angiotensine II et son rôle dans la réponse phénotypique des CMLV.

Le système rénine-angiotensine-aldostérone (SRAA) régule l’homéostasie de la contraction des artères. Or, suivant la liaison de l’angiotensine II (Ang II) à son récepteur AT1, le SRAA est également impliqué dans l’activation de voies de signalisation à l’origine de l’inflammation et de l’hypertrophie des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV), soit deux processus participant au remodelage vasculaire caractéristique de diverses maladies cardiovasculaires, telles l’hypertension et l’athérosclérose. Ces pathologies sont les premières causes de mortalité naturelle en Amérique et les traitements les ciblant ne sont pas optimaux puisqu’ils visent seulement quelques facteurs de risque qui leur sont associés. Ainsi, la détermination des effecteurs intracellulaires régulant ces voies délétères est nécessaire à l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques. L’inflammation Ang II-dépendante dans les CMLV est attribuée au facteur de transcription nuclear factor-kappa B (NF-κB). Cependant, les processus moléculaires couplant le récepteur AT1 à son activation sont peu caractérisés. L’étude abordant cette question démontre in vitro que NF-κB est activé par la protéine IκB kinase β (IKKβ) dans les CMLV exposées à l’Ang II et que cette kinase est régulée par deux voies de signalisation indépendantes, mais complémentaires afin d’assurer son activation rigoureuse et soutenue. L’une des voies est précoce et dépend des seconds messagers ainsi que de deux nouveaux effecteurs sous-jacents au récepteur AT1, soit la E3 ligase TNF receptor-associated factor 6 (TRAF6) et la IKK kinase transforming growth factor-beta-activated kinase 1 (TAK1) tandis que la seconde est tardive et résulte de la signalisation mitogen-activated protein kinase kinase 1/2 (MEK1/2) - extracellular signal-regulated kinase 1/2 (ERK1/2) - ribosomal S6 kinase (RSK). L’inhibition conjointe de ces voies abroge complètement la réponse inflammatoire, ce qui indique qu’elles en sont la seule source. Ainsi, l’inhibition d’IKKβ pourrait suffire à contrer l’inflammation impliquée dans le remodelage vasculaire associé à une suractivation du SRAA. Une découverte des plus novatrices découle de cette étude, qui veut que la E3 ligase TRAF6 est un nouvel effecteur des récepteurs couplés aux protéines G et est à l’origine de la formation d’un nouveau type de second messager, soit des chaînes libres de poly-ubiquitines. Les mécanismes moléculaires à la base de l’hypertrophie Ang II-dépendante dans les CMLV sont également peu définis. Or, suivant la parution d’un article démontrant qu’IKKβ dans les cellules cancéreuses participe aux mécanismes d’initiation de la traduction en réponse au facteur de nécrose tumorale α (TNFα) via la phosphorylation de la protéine Tuberous sclerosis 1 (TSC1) et donc l’activation du complexe mammalian target of rapamycin (mTORC1), une hypothèse a été émise selon laquelle cette kinase serait impliquée dans la synthèse protéique Ang II-dépendante dans les CMLV. Les expériences effectuées in vitro dans des CMLV exposées à l’Ang II démontrent qu’IKKβ induit la phosphorylation de TSC1 ainsi que l’activation de mTORC1 et de ses substrats S6 kinase 1 (S6K1) et translational regulators eukaryotic translation initiation factor 4E-binding protein (4E-BP1), deux protéines impliquées directement dans l’hypertrophie. Par ailleurs, la synthèse protéique au niveau des CMLV exposées à l’Ang II est réduite de 75% suivant la diminution de l’expression d’IKKβ et suivant la surexpression d’un mutant de TSC1 dont le site consensus d’IKKβ a été modifié, faisant de cette kinase un médiateur majeur au niveau de ce processus. Ainsi, in vitro IKKβ en réponse à l’Ang II est en amont de deux processus impliqués dans un remodelage vasculaire à l’origine de maladies cardiovasculaires. De plus, plusieurs facteurs de risque de ces pathologies convergent à l’activation d’IKKβ, ce qui en fait une cible thérapeutique particulièrement attrayante. Qui plus est, l’administration d’un inhibiteur d’IKKβ à des rats diminue non seulement la synthèse protéique dépendante de l’Ang II au niveau de l’aorte et des artères mésentériques, mais également la synthèse de la protéine pro-inflammatoire VCAM-1 par les cellules composant l’aorte, ce qui confirme son envergure en tant que cible.

Régulation du métabolisme des ARNm par les voies de signalisation MAPK et mTOR

Il est à ce jour bien établi que la régulation de l’expression génique dépend en grande partie des évènements post-transcriptionnels et que la traduction des ARNm tient un rôle de premier plan dans ces processus. Elle est particulièrement importante pour définir le protéome, maintenir l’homéostasie et contrôler la croissance et la prolifération cellulaire. De nombreuses pathologies humaines telles que le cancer découlent de dérèglements de la synthèse protéique. Ceci souligne l’importance d’une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires contribuant au contrôle de la traduction des ARNm. Le facteur d’initiation eIF4E est essentiel à la traduction et son activité est régulée par ses partenaires protéiques dont font partie les protéines 4E-BP et 4E-T. Les voies de signalisation PI3K/mTOR et MAPK qui sont fortement impliquées dans l’étiologie du cancer, contrôlent la traduction en modulant l’activité d’eIF4E via l’inhibition des protéines 4E-BP et la localisation de 4E-T. Afin d’améliorer notre compréhension des mécanismes régulant la traduction des ARNm, nous avons utilisé plusieurs approches. Tout d’abord, nous avons caractérisé les mécanismes par lesquels le complexe mTORC1 est activé en réponse aux facteurs de croissance et avons déterminé que la kinase RSK, en aval de la voie Ras/ERK, contrôle directement l’activité de mTORC1 en phosphorylant Raptor, la sous-unité régulatrice du complexe mTORC1. Par ailleurs, nous nous sommes intéressés au rôle joué par mTORC1 dans l’initiation de la traduction. Pour cela, nous avons réalisé un criblage protéomique dans le but d’identifier de nouveaux facteurs sous le contrôle de mTORC1 qui participent activement à la traduction. Ces travaux ont ainsi permis l’identification de la protéine de liaison à l’ARN LARP1 comme effecteur majeur de la traduction des ARNm et de la croissance cellulaire en aval de mTORC1. Finalement, notre étude de l’effet du stress oxydant dans la répression de la traduction nous a permis de montrer que la kinase JNK contrôle la localisation du répresseur 4E-T au sein des P-bodies, qui sont des granules cytoplasmiques concentrant des ARNm non traduits et des facteurs de la dégradation des ARNm. Nos travaux ont donc abouti à la découverte de mécanismes moléculaires cruciaux impliqués dans la régulation de la traduction des ARNm et de la synthèse protéique. Ces derniers étant largement impliqués dans la prolifération cellulaire et la croissance tumorale, nos recherches ouvrent sur un champ d’investigation plus large pour le développement de nouvelles molécules anti-cancéreuses.

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.

p90 ribosomal S6 kinases play a significant role in early gene regulation in the cardiomyocyte response to Gq protein-coupled receptor stimuli, endothelin-1 and α1-adrenergic receptor agonists

Extracellular signal-regulated kinases 1/2 (ERK1/2) and their substrates, p90 ribosomal S6 kinases (RSKs), phosphorylate different transcription factors, contributing differentially to transcriptomic profiles. In cardiomyocytes, ERK1/2 are required for >70% of the transcriptomic response to endothelin-1. Here, we investigated the role of RSKs in the transcriptomic responses to Gq protein-coupled receptor agonists, endothelin-1, phenylephrine (generic α1-adrenergic receptor agonist) and A61603 (α1A-adrenergic receptor selective). Phospho-ERK1/2 and phospho-RSKs appeared in cardiomyocyte nuclei within 2-3 min of stimulation (endothelin-1>a61603≈phenylephrine). All agonists increased nuclear RSK2, but only endothelin-1 increased nuclear RSK1 content. PD184352 (inhibits ERK1/2 activation) and BI-D1870 (inhibits RSKs) were used to dissect the contribution of RSKs to the endothelin-1-responsive transcriptome. Of 213 RNAs upregulated at 1 h, 51% required RSKs for upregulation whereas 29% required ERK1/2 but not RSKs. The transcriptomic response to phenylephrine overlapped with, but was not identical to, endothelin-1. As with endothelin-1, PD184352 inhibited upregulation of most phenylephrine-responsive transcripts, but the greater variation in effects of BI-D1870 suggests that differential RSK signalling influences global gene expression. A61603 induced similar changes in RNA expression in cardiomyocytes as phenylephrine, indicating that the signal was mediated largely through α1A-adrenergic receptors. A61603 also increased expression of immediate early genes in perfused adult rat hearts and, as in cardiomyocytes, upregulation of the majority of genes was inhibited by PD184352. PD184352 or BI-D1870 prevented the increased surface area induced by endothelin-1 in cardiomyocytes. Thus, RSKs play a significant role in regulating cardiomyocyte gene expression and hypertrophy in response to Gq protein-coupled receptor stimulation.