Letteratura scientifica selezionata sul tema "Protéine liant les ARNs"

Alors que, pour la plupart, les médicaments actuels sont de petites molécules inhibant l’action d’une protéine en bloquant un site d’interaction, la dégradation ciblée des protéines, découverte il y a une vingtaine d’années via les petites molécules PROTAC, connaît aujourd’hui un très grand développement, aussi bien au niveau universitaire qu’industriel. Cette dégradation ciblée permet de contrôler la concentration intracellulaire d’une protéine spécifique comme peuvent le faire les techniques basées sur les acides nucléiques (oligonucléotides antisens, ARNsi, CRISPR-Cas9). Les molécules PROTAC sont des chimères hétéro-bifonctionnelles capables de lier simultanément une protéine spécifique devant être dégradée et une E3 ubiquitine ligase. Les PROTAC sont donc capables de provoquer l’ubiquitinylation de la protéine ciblée et sa dégradation par le protéasome 26S. De nature peptidique, puis non peptidique, les PROTAC sont maintenant administrables par voie orale. Ce détournement du système ubiquitine protéasome permet aux molécules PROTAC d’élargir considérablement le champ des applications thérapeutiques puisque l’élimination de protéines dépourvues de poches ou de crevasses bien définies, dites difficiles à cibler, devient possible. Cette technologie versatile a conduit à la dégradation d’une grande variété de protéines comme des facteurs de transcription, des sérine/thréonine/tyrosine kinases, des protéines de structure, des protéines cytosoliques, des lecteurs épigénétiques. Certaines ligases telles que VHL, MDM2, cereblon et IAP sont couramment utilisées pour être recrutées par les PROTAC. Actuellement, le nombre de ligases pouvant être utilisées ainsi que la nature des protéines dégradées sont en constante augmentation. Deux PROTAC sont en étude clinique pour les cancers du sein (ARV471) et de la prostate (ARV110). La dégradation spécifique d’une protéine par le protéasome peut aussi être induite par d’autres types de molécules synthétiques : colles moléculaires, marqueurs hydrophobes, HaloPROTAC, homo-PROTAC. D’autres constituants cellulaires sont aussi éligibles à une dégradation induite : ARN-PROTAC pour les protéines se liant à l’ARN et RIBOTAC pour la dégradation de l’ARN lui-même comme celui du SARS-CoV-2. Des dégradations induites en dehors du protéasome sont aussi connues : LYTAC, pour des chimères détournant la dégradation de protéines extracellulaires vers les lysosomes, et MADTAC, pour des chimères détournant la dégradation par macroautophagie. Plusieurs techniques, en particulier des plates-formes de criblage, la modélisation mathématique et la conception computationnelle sont utilisées pour le développement de nouveaux PROTAC efficaces.

Depuis l’émergence du Sars-CoV-2, le monde scientifique s’est mobilisé dans un effort sans précédent pour développer de nouveaux traitements spécifiques de la Covid-19. Après le développement des vaccins prophylactiques, des anticorps monoclonaux recombinants ont été mis au point dans des délais extrêmement courts pour le traitement curatif des formes précoces de la maladie. Le bamlanivimab, suivi des cocktails bamlanivimab-étésévimab et casirivimab-imdévimab viennent de se voir octroyer par l’Agence nationale de sécurité du médicament et des produits de santé (ANSM) une autorisation temporaire d’utilisation (ATU) de cohorte pour le traitement des formes symptomatiques légères à modérées de Covid-19 chez les patients à risque élevé d’évolution vers une forme grave. Leur fonction de neutraliser le Sars-CoV-2 en se liant à la protéine Spike a permis de réduire la charge virale et le risque d’hospitalisation dans des essais préliminaires. Les médecins généralistes (MG) devront se saisir de cette opportunité en organisant le dépistage et la prise en charge des patients éligibles à ces traitements. Ceci nécessite une meilleure connaissance de ces thérapies innovantes et le développement d’un effort collaboratif avec les autres spécialités médicales.

La protéine liant les ARNs HuR/ELAVL1 est impliquée dans la stabilisation d’ARNm dont la région 3’UTR présente des motifs riches en A et U (« AU-rich element », ARE). Ces ARNm codent majoritairement des protéines dont la dérégulation favorise l’émergence de cancers (oncogènes, cyclines, facteurs de croissance…). Notamment, HuR est surexprimée dans le carcinome hépatocellulaire (CHC) humain et dans des lignées de CHC en culture et est anormalement retrouvée dans le cytoplasme des cellules hépatiques tumorales participant à leur prolifération. De plus, les modifications post-traductionnelles des protéines liant les ARNs modulent leur localisation subcellulaire ainsi que leur capacité à lier et contrôler le devenir de leurs cibles. Plusieurs serine/thréonine kinases identifiées sont capables de moduler la fonction de l’AUBP (« AU-binding protein ») HuR. Via des études in vitro, nous avons identifié la Y200 comme étant une cible (probablement la seule) de la « tyrosine kinase non-récepteur » Abelson sur HuR. Cette tyrosine kinase est également surexprimée dans le CHC humain et dans des lignées de CHC en culture (comme les cellules HuH7). L’inhibition d’Abl par le Nilotinib influence le profil acido-basique de la protéine HuR, en gel bidimensionnel, dans les cellules HuH7, suggérant un rôle d’Abl dans les fonctions d’HuR sur ses cibles ARNm
The RNA binding proteins (RBPs) HuR/ELAVL1 is involved in the stabilization of mRNAs whose 3'UTR contains motifs enriched in A and U (« AU-rich element », ARE). These mRNAs encode mainly proteins whose deregulation promotes the emergence of cancer (oncogenes, cyclins, growth factors...). In particular, HuR is overexpressed in hepatocellular carcinoma (HCC) and in human HCC cell lines in culture and is abnormally found in the cytoplasm of liver tumor cells contributing to their proliferation. Furthermore, the Posttranslational modifications of RNA binding proteins (RBPs) modulate their subcellular localization and their ability to bind and control the fate of their targeted mRNAs. Some sérine/thréonine identified kinase are capable of modulating the function of the AUBP (« AU-binding protein ») HuR. By in vitro studies, we identified Y200 as a target (probably the only one) of the « non-receptor tyrosine kinase » Abelson on HuR. This kinase is also overexpressed in hepatocellular carcinoma (HCC) and in human HCC cell lines in culture (as cells HuH7). The inhibition of Abl by Nilotinib (one inhibitor) influences the acido-basic profile of the protein HuR, on Gel 2D, in cells HuH7, suggesting a role of Abl in the functions of HuR on its targets ARNm

L'angiogenèse est le processus de formation de nouveaux vaisseaux sanguins à partir de vaisseaux préexistants. Ce processus repose sur la modification des propriétés adhésives des cellules endothéliales vasculaires ainsi que sur la production et l'assemblage de leur matrice extracellulaire (MEC) spécialisée, appelée membrane basale. L'adhésion des cellules endothéliales est médiée par des interactions entre les composants de la matrice extracellulaire (MEC) et les récepteurs transmembranaires (intégrines) qui, une fois engagés, entraînent la formation de complexes d'adhésion multimoléculaires dynamiques qui régulent l'organisation du cytosquelette et la transmission des forces (mécanotransduction) pour la migration et la fonction des cellules. Des études récentes suggèrent que la production locale de protéines aux sites d'adhésion contribue à leur consolidation et à leur maturation.Récemment, les cribles protéomiques réalisés sur les sites d'adhésion ont identifié la présence de protéines de liaison à l'ARN (RBP) ayant des fonctions de régulation de l'expression génétique. SAM68 (Src associated in mitosis, of 68 kDa), un membre de la famille STAR (signal transduction and activation of RNA metabolism), est l'une de ces protéines connues pour réguler à la fois la biogenèse de l'ARN et la transduction du signal en jouant un rôle d'échafaudage après l'activation du récepteur à la surface de la cellule. En effet, il a été démontré que SAM68 s'associe à la kinase Src et participe à l'épissage alternatif des gènes codant pour la MEC et les protéines associées à la MEC, comme la tenascine-C et la glycoprotéine de surface cellulaire CD44 impliquée dans l'adhésion/migration. Dans le contexte de l'angiogenèse et de l'adhésion des cellules endothéliales, nous avons émis l'hypothèse que la RBP SAM68 pourrait constituer un relais moléculaire pendant la mécanotransduction (médiée par les intégrines) en participant à la formation d'adhésions focales et aux réponses transcriptionnelles/post-transcriptionnelles en aval qui régule le phénotype angiogénique.En utilisant des cultures de cellules endothéliales primaires en 2 et 3 dimensions, nous avons montré que la RBP SAM68 participe à l'établissement d'adhésions focales par sa contribution à l'approvisionnement localisé d'ARNm (y compris le transcrit β-actine) requis pour la maturation des adhésions focales. De plus, nous avons démontré que SAM68 régule l'expression de gènes codant pour les protéines de la membrane basale, notamment via la régulation du promoteur du gène FN1, conditionnant ainsi la matrice sous-endothéliale et le phénotype angiogénique des cellules. En effet, dans un contexte tridimensionnel, nous avons constaté que la déplétion de SAM68 entrave le bourgeonnement des cellules endothéliales ainsi que leur organisation en pseudo-capillaires.Ces travaux ouvrent la voie à l'exploration du rôle d'autres protéines de liaison à l'ARN en tant que régulateurs de la signalisation d'adhésion et à l'évaluation de leur fonction dans les processus d'angiogenèse physiologiques et pathologiques
Angiogenesis is the process underlying the formation of new blood vessels from pre-existing ones. This process relies on the modification of the adhesive properties of vascular endothelial cells as well as the production and assembly of their specialized extracellular matrix (ECM) known as the basement membrane. Endothelial cell adhesion is mediated by interactions between extracellular matrix (ECM) components and transmembrane receptors (integrins) that, upon engagement, drive the formation of dynamic multimolecular adhesion complexes that regulate cytoskeletal organization and force transmission (mechanotransduction) for cell migration and function. Recent studies suggest that local protein production at adhesion sites contributes to their consolidation and maturation.Proteomics screens performed on adhesion sites have identified the presence of RNA-binding proteins (RBP) with gene expression regulatory functions. SAM68 (Src associated in mitosis, of 68 kDa), a member of the STAR (signal transduction and activation of RNA metabolism) family of RBPs, is one such protein known to regulate both RNA biogenesis and signal transduction by playing a scaffolding role following receptor activation at the cell surface. Indeed, SAM68 has been shown to associate with Src kinase following receptor activation and to participate in alternative splicing of genes encoding ECM and ECM-associated proteins, such tenascin-C and the cell surface glycoprotein CD44 involved in adhesion/migration. In the context of angiogenesis and endothelial cell adhesion, we hypothesized that the RBP SAM68 may constitute a molecular relay during integrin-mediated mechanotransduction at adhesion sites by participating in the formation of focal adhesions and downstream transcriptional/post-transcriptional responses that regulates the angiogenic phenotype.Using 2- and 3-D cultures of primary endothelial cells, we showed that the RBP SAM68 participates in the establishment of focal adhesions through its contribution to the localized supply of mRNAs (including the β-actin transcript) required for adhesion site maturation. Further, we demonstrated that SAM68 regulates the expression of genes encoding basement membrane proteins, in particular via regulation of the promoter of the FN1 gene, thus conditioning the sub-endothelial matrix and angiogenic phenotype of cells. Indeed, in a 3-D context, SAM68-depletion was found to hamper endothelial cell sprouting activity and capillary-like tube formation.This work paves the way to explore the role of other RNA-binding proteins as regulators of adhesion signaling and assessment of their function in physiological and pathological angiogenesis processes

Le role de l'extremite 3 polyadenylee des arnm dans la regulation de leur metabolisme semble lie a son association a une proteine specifique, appelee la poly(a)-binding proteine (pabp). La forte conservation de cette proteine au cours de l'evolution laisse penser qu'elle joue un role important dans cette regulation. Il semble qu'elle soit impliquee dans le controle de la stabilite et de l'efficacite de l'initiation de la traduction de certains arnm. Par criblage d'une banque d'adnc embryonnaires de drosophile avec une sonde adnc humaine, nous avons isole deux classes d'adnc pabp, differant par leur extremite 3 non traduite, et correspondant a un arnm unique possedant une region 3 non traduite longue. L'hybridation in situ de chromosomes polytenes de glandes salivaires a permis de montrer que ce messager resultait de la transcription d'un gene unique localise a la position 55b sur le bras droit du second chromosome. Ce gene est compose de cinq exons, dont deux correspondant aux deux regions 5 et 3 non traduites. L(arnm pabp comprend un cadre de lecture de 1722nt codant pour une proteine de 64 kda; il est accumule dans les oocytes, herite maternellement et present a tous les stades du developpement etudies. La coloration d'embryons entiers, soit par hybridation in situ avec une sonde adnc, soit grace a un serum polyclonal dirige contre la proteine surproduite chez e. Coli, montre une accumulation transitoire de l'arnm et de la proteine au pole posterieur de l'embryon, juste avant le bourgeonnement des cellules polaires. Cette localisation particuliere de l'arn et de la proteine pabp laisse penser que cette proteine pourrait etre impliquee dans la traduction de l'arnm nanos, dont l'accumulation au pole posterieur est determinante pour une differenciation correcte de la region abdominale de l'embryon de drosophile

L'épissage est une étape clef de la multiplication du VIH-1. Par utilisation de 4 sites donneurs et 8 sites accepteurs d'épissage, plus de 40 ARNm différents sont produits. Une approche protéomique nous a permis d'identifier de nouvelles protéines interagissant avec la région de l'ARN viral contenant le site A7. Nous avons démontré l'interaction directe avec l'ARN viral de 5 des protéines identifiées (nucléoline, hnRNP A1/B, hnRNP H et hnRNP K). Nous avons montré que hnRNP K a plusieurs sites de fixation dans la région du site A7 et que hnRNP A1et hnRNP K se lient de façon coopérative. Nous avons montré un effet inhibiteur de hnRNP K sur l'épissage au site A7. Comme la protéine hnRNP A1 est un régulateur négatif de plusieurs sites accepteurs d'épissage (A1, A2, A3, A7), nous avons testé si la protéine hnRNP K pouvait renforcer l'inhibition à ces sites. En fait, hnRNP K active l'épissage in vitro des introns entre le site donneur D1 et les sites accepteurs A1, A2 et A3. Nous avons montré que la protéine hnRNP K renforce fortement l'activité de ASF/SF2 au site A2, ce qui indique que selon le contexte, la protéine hnRNP K peut être activatrice ou inhibitrice de l'épissage du VIH-1. J'ai observé de plus que la surexpression de la protéine hnRNP K dans des cellules HeLa, transfectées avec le plasmide p PSP contenant le virus VIH-1 dépourvu de ses capacités d'encapsidation, produit un changement très marqué de l'épissage alternatif de l'ARN PSP, ce qui confirme la forte influence de hnRNP K sur l'épissage alternatif du VIH-1. L'augmentation de la concentration cellulaire de hnRNP K dans les cellules HeLa conduit aussi à une diminution de la protéine virale Nef. La protéine hnRNP K intervient donc non seulement dans la régulation du site A7, mais aussi dans celle de la majorité des sites d'épissage régulés de l'ARN du VIH. L'action de cette protéine sur plusieurs des sites d'épissage montre que la protéine hnRNP K est probablement un régulateur général de l'épissage de VIH-1
HIV-1 pre-mRNA splicing depends upon 4 donor and 8 acceptor sites, which are used in combination to produce more than 40 different mRNAs. To further characterize nuclear factors involved in these processes, we purified RNP complexes formed by incubation of SLS2-A7 transcripts in HeLa cell nuclear extracts by affinity chromatography to identify new associated proteins. We showed that, in addition to the well known hnRNP A1 inhibitor of site A7, nucleolin, hnRNP H and hnRNP K interact directly with SLS2-A7 RNA. We demonstrated that hnRNP K has multiple binding sites in the vicinity of site A7 and that binds cooperatively to hnRNP A1 to the A7 RNA region and limits the A7 utilization in vitro. As hnRNP A1 is a negative regulator of several HIV-1 splicing sites (A1, A2, A3), we tested whether hnRNP K may also reinforce hnRNP A1 inhibition at these sites. Surprisingly, hnRNP K activated in vitro splicing of the D1-A1, D1-A2 and D1-A3 introns. Interestingly, hnRNP K was found to reinforce strongly the ASF/SF2 activity at site A2, which indicates that depending on the splicing site hnRNP K can be a splicing activator or inhibitor. To test how hnRNP K influences the relative utilization of HIV-1 splicing sites in cellulo, we used plasmid p PSP containing all the HIV-1 splicing sites and tested the effect of over-expression in HeLa cells on alternative splicing of the PSP RNA. Doubling the amount of hnRNP K in HeLa cells led to a drastic change of the PSP RNA alternative splicing, which confirms the strong influence of hnRNP K on alternative splicing. Moreover, increase of cellular concentration of hnRNP K strongly decrease the viral Nef protein production. hnRNP K protein affects A7 splicing regulation but also regulates the majority of regulated splicing sites of HIV. By extension of the study of hnRNP K effect to other HIV-1 splicing sites, we discovered that hnRNP K is a general regulator of HIV-1 splicing

Le Ca[exposant]2+ joue un rôle majeur dans la régulation de processus physiologiques et biochimiques de l'organisme. Chez les cellules non-excitables, les TRPCs (transient receptor potential canonical) sont des canaux calciques impliqués dans l'influx de Ca[exposant]2+ à la membrane plasmique. Bien que de nombreux efforts soient déployés, le mécanisme régulant l'activité et le routage des TRPCs est encore mal connu. Au cours des dernières années, l'étude de domaines conservés au sein des protéines a connu un engouement. Tous les TRPCs possèdent un domaine de répétitions similaires à l'ankyrine (ANK), un motif bien connu pour son implication dans des interactions protéine-protéine. Le but de la présente étude était d'identifier de nouveaux partenaires d'interaction du domaine ANK des TRPCs. Pour ce faire, nous avons utilisé l'approche de double-hybride chez la levure afin de cribler une librairie d'ADNc, ce qui nous a permis d'identifier MxA et RNF24. MxA est une protéine faisant partie de la superfamille de la dynamine. Elle possède plusieurs propriétés de la dynamine classique, dont celle d'oligomériser. La première partie de l'étude démontre que MxA interagit au niveau de la deuxième répétition similaire à l'ankyrine de TRPC6 et que cette protéine peut lier tour les TRPCs, autant in vitro qu'in cellulo. Des mesures de Ca[exposant]2+ intracellulaire effectuées sur des cellules HEK 293T démontrent que l'interaction entre MxA et TRPC6 modifie significativement l'activité de TRPC6. De plus, l'utilisation de mutants de MxA démontre que la modulation de l'activité de TRPC6 s'effectue lorsque MxA est sous sa forme monomérique liée au GTP. Les résultats démontrent que MxA lie le domaine ANK de TRPC6 et modifie son activité. La découverte de RNF24 a permis d'identifier une nouvelle protéine membranaire localisée au niveau de l'appareil de Golgi. L'expression de RNF24 réduit spécifiquement l'insertion des TRPCs a la membrane plasmique, cause une rétention intracellulaire des TRPC3 et TRPC6, mais n'affecte pas le processus de maturation de TRPC6. De plus, dans les cellules HEK 293T stimulées par le carbachol, l'influx de Ca[exposant]2+ endogène ou médié par TRPC6 n'est pas affecté par la co-expression de RNF24. Ainsi, les résultats démontrent que RNF24 interagit avec les TRPCs, affecte le routage intracellulaire de ceux-ci sans modifier leur activité. Ces deux études ont permis d'identifier les premiers partenaires d'interaction du domaine ANK des TRPCs, soit MxA et RNF24, et de caractériser l'effet des interactions sur la modulation du routage et de l'activité des TRPCs.

La rétine est un modèle très utilisé pour étudier la neurogenèse chez les vertébrés car elle est organisée simplement en trois couches et contient peu de types cellulaires. De nombreux facteurs de transcriptions ont été impliqués dans la rétinogenèse et parmi eux les facteurs bHLH jouent un rôle important. Les activateurs bHLH activent la différenciation des rétinoblastes tout en favorisant la formation des neurones et en contrôlant leur spécification. Les bHLH répresseurs de leur côté tendent à restreindre la différentiation des rétinoblastes et à promouvoir la gliogenèse. Au cours de ma thèse, j’ai recherché des facteurs post-transcriptionnels impliqués dans la rétinogenèse puisque jusqu’à présent les seuls régulateurs géniques connus pour êtres impliqués dans ce processus étaient des facteurs de transcription. Je me suis plus particulièrement intéressé à l’un d’eux, une protéine liant l’ARN potentielle nommée XSEB4R. Par des expériences de surexpression et de perte de fonction, j’ai pu montrer que le gène Xseb4R était impliqué dans la rétinogenèse et qu’il avait une fonction proche de celle des bHLH activateurs. J’ai par ailleurs montré que certains de ces facteurs se trouvaient en amont de Xseb4R. Je me suis aussi intéressé à un autre nouveau gène, Xhes2 (Hairy Enhancer of Split), dont j’ai aussi mis en évidence la fonction durant la rétinogenèse. Ce gène codant un répresseur bHLH en plus de favoriser la gliogenèse comme d’autres gènes de cette famille, a aussi un rôle sur la spécificité neuronale. J’ai enfin aussi participé à la mise en évidence du rôle de la cascade hh dans le développement de l’épithélium pigmenté rétinien, tissu contiguë à la rétine neurale
Retina is an interesting model to study vertebrate neurogenesis because it is simply organised in three layers and contains only few cell types. Numerous transcription factors are involved in retinogenesis. Among them, bHLH factors play important roles. BHLH activators promote neural differentiation, neurons formation and specification. BHLH repressors tend to limit neuroblasts differentiation and promote gliogenesis. During my thesis, I aimed to isolate post-transcriptionnal factors involved in retinogenesis since genetic regulators so far known to be involved in this process are all transcription factors. I have focused my studies on one of them, a new putative RNA binding protein called XSEB4R. Using overexpression and loss of function experiments, I have shown that Xseb4R is involved in retinogenesis and has a function related to bHLH activators function. I have also shown that some of these factors are upstream Xseb4R. During my thesis, I have also been interested in another novel gene, Xhes2 (Hairy Enhancer of Split). I highlighted that, in addition to promote gliogenesis, as other genes of this family, it also controls neuronal specificity. I have also participated to the determination of the function of the Hedgehog cascade in the development of retinal pigmented epithelium, which is adjacent to neural retina

La proctoline, premier neuropeptide purifié chez l'insecte est connu pour son action myotrope sur les muscles squelettiques et viscéraux. En test biologique de contractions d'intestins de blatte, la proctoline agit à une EC50 de 1nM. Des études de liaison avec la proctoline tritiée ont permis de préciser les caractéristiques pharmacologiques (Kd=100nM et Bmax=2,5 pmoles/mg de protéines) des récepteurs potentiels sur les intestins. La nature des seconds messagers impliqués correspond à une production d'IP3 et de DG. Après cinq étapes de séparation par chromatographie, deux bandes de 76 et 80 kDa ont été obtenues en électrophorèse. Après le séquençage partiel des deux bandes et la recherche dans les banques de données, une protéine de drosophile de 723 acides aminés (82 kDa) présentant 50% d'identité avec la DPP III de rat a été déduite. Des anticorps anti-DPP III ont permis par Western blot de confirmer la nature de la protéine purifiée (DPP d'insecte). Les caractéristiques enzymatiques de la DPP de blatte ont été définies pour la proctoline (Km=3,78uM ; Vmax=1,107 umoles/mg/min. ). La tyn rphine (Ki=75nM), inhibiteur de la DPP III de vertébrés,inhibe la dégradation de la proctoline. Des tests biologiques ont révélé un accroissement des contractions induites par la proctoline en présence d'anticorps anti-DPP III (de 25% à 70%) ou de tynorphine (de 20% à 45%). La présence de la DPP chez la drosophile a été vérifiée par purification chromatographique, PAGE et électrotransfert. Deux bandes protéiques de 82 et 86 kDa furent identifiées par les anticorps anti-DPP III. Deux bandes similaires étaient visualisées après surexpression en système cellulaire S2 d'un clone cDNA de drosophile codant pour la protéine de 723 acides aminés. La DPP III-like purifiée à partir de drosophiles ou après surexpression présente les caractéristiques enzymatiques spécifique de la DPP III de vertébrés, confirmant ainsi l'existence de cette enzyme chez les insectes.

Le développement d'une résistance à l'action de l'insuline est fréquemment observée au cours de l'obésité et est à l'origine du diabète de type 2. L'amélioration du signal insulinique au sein de la cellule adipeuse (i.e adipocyte) est une stratégie thérapeutique intéressante en vue d'améliorer la sensibilité à l'insuline systémique de patients pré-diabétiques et diabétiques. Dans cette optique, l'inhibition de la lipase hormono-sensible (LHS) adipocytaire (enzyme responsable de la libération d'acides gras par le tissu adipeux) protège de l'insulino-résistance. Les mécanismes impliqués dans l'amélioration de la sensibilité à l'insuline n'étaient cependant pas encore connus. Mon travail de thèse a donc été axé sur l'identification des mécanismes liant l'inhibition de la LHS et l'amélioration de la sensibilité à l'insuline. Dans des adipocytes humains, l'invalidation de la LHS augmente le transport du glucose, la voie de la lipogenèse de novo (synthèse d'acides gras à partir du glucose) et le signal insulinique. Parmi les enzymes lipogéniques, l'élongase des acides gras à longue chaîne ELOVL6 voit son expression très fortement induite in vitro et in vivo lors d'une déficience pour la LHS, conduisant à un enrichissement en oléate des phospholopides et des triglycérides. L'invalidation d'ELOVL6 dans des adipocytes humains a permis de démontrer le rôle clé de l'élongase dans la médiation des effets bénéfiques de l'invalidation de la LHS. In vivo, une déficience pour ELOVL6 conduit également à une détérioration du signal insulinique dans le tissu adipeux. Dans des études cliniques, l'expression d'ELOVL6 s'effondre au cours de l'insulino-résistance et est restaurée après une chirurgie bariatrique. L'enrichissement en oléate dans les phospholipides par ELOVL6 est responsable des effets protecteurs de l'inhibition de la LHS sur le signal insulinique. Des adipocytes surexprimant ELOVL6 présentent d'ailleurs une augmentation de la fluidité membranaire associée à une amélioration du signal insulinique. Dans le foie, ELOVL6 est une cible du facteur de transcription ChREBP. ChREBP adipocytaire, notamment l'isoforme ChREBPß, a récemment été mis en évidence pour son rôle déterminant sur la sensibilité à l'insuline systémique. Chez l'Homme, nous avons observé in vitro et in vivo d'étroites corrélations positives entre les expressions adipocytaires de ChREBPß et d'ELOVL6. L'inhibition simultanée de la LHS et ChREBP réduit fortement l'expression d'ELOVL6 et annule l'enrichissement en oléate des phospholipides ainsi que l'amélioration du signal insulinique. De manière particulièrement intéressante, nous avons mis en évidence qu'une interaction physique entre la LHS et ChREBP inhibe la translocation nucléaire du facteur et son activité transcriptionnelle. L'activité catalytique de la LHS n'est pas requise pour assurer l'interaction. Nous avons aussi montré que cette interaction est spécifique de la LHS et est restreinte à l'adipocyte. En conclusion, notre travail a mis au jour une nouvelle voie déterminante pour la sensibilité à l'insuline adipocytaire, liant la LHS au facteur de transcription ChREBP et à sa cible, l'élongase des acides gras ELOVL6. L'enrichissement consécutif en oléate des phospholipides conduit à une augmentation de la fluidité membranaire et à une amélioration du signal insulinique. L'inhibition de l'interaction entre la LHS et ChREBP dans le tissu adipeux pourrait donc être bénéfique dans la prise en charge de l'insulino-résistance associée à l'obésité
Insulin resistance is a feature frequently associated to obesity and an early defect in the development of type 2 diabetes. Improvement of fat cell insulin signaling may favor recovery of whole body systemic insulin sensitivity in pre-diabetic and diabetic states. In this context, inhibition of hormone-sensitive lipase (HSL) in adipocytes (an enzyme responsible for fatty acid release by adipose tissue) was demonstrated to be protective against insulin resistance. However, the mechanisms remained unclear. Consequently, my PhD work aimed at understanding the mechanisms linking HSL inhibition and improvement of insulin sensitivity. In human adipocytes, HSL gene silencing increased glucose transport, de novo lipogenesis and insulin signaling. Among de novo lipogenesis enzymes, ELOVL6 was preferentially induced in vitro and in vivo during HSL partial deficiency, resulting in enrichment of phospholipids and triglycerides in oleic acid. ELOVL6 gene silencing in human adipocytes provided the direct demonstration of the role of the enzyme in the beneficial effect of HSL inhibition. Fat cell insulin signaling was also impaired in adipose tissue of Elovl6 null mice. In clinical studies, ELOVL6 expression was blunted in insulin resistant states and restored after bariatric surgery. ELOVL6-mediated oleic acid enrichment of phospholipids was responsible for the positive effect of HSL inhibition on insulin signaling. FRAP studies revealed an increase in plasma membrane fluidity and insulin signaling in adipocytes overexpressing ELOVL6. In the liver, ELOVL6 is a target of ChREBP. Adipose ChREBP, notably the constitutively active isoform ChREBPß, recently emerged as a major determinant of systemic insulin action on glucose metabolism. In humans, we observed in several in vitro models and in vivo studies a strong positive association between adipose ChREBPß and ELOVL6. Dual HSL-ChREBP inhibition blunted adipose ELOVL6 expression in vivo and in vitro and mirrored ELOVL6 gene silencing on fatty acid profile and insulin signaling. Importantly, we found that physical interaction between HSL and ChREBP impairs ChREBP translocation into the nucleus and its transcriptional activity. A naturally short form of HSL devoid of catalytic activity retained the capacity to bind ChREBP. We also demonstrated that ChREBP-HSL interaction was specific of the lipase and restricted to adipocyte. To conclude, our work identifies a novel pathway critical for optimal insulin signaling in fat cells which links the neutral lipase HSL to the glucose-responsive transcription factor ChREBP and its target gene, the fatty acid elongase, ELOVL6. ELOVL6-mediated oleate enrichment in phospholipids increases membrane fluidity and improves insulin signaling. Inhibition of HSL/ChREBP interaction in adipose tissue may be beneficial in the treatment of obesity-associated insulin resistance

Des études récentes ont montré que le contrôle post-transcriptionnel des ARNms joue un rôle essentiel sur la croissance et le guidage axonal, processus permettant la mise en place de circuits neuronaux. Afin d’étudier ce type de régulation in vivo, mon projet de thèse visait à caractériser Hrp48, une protéine de liaison aux ARNs appartenant à la famille conservée des hnRNPA/B. J’ai montré que l’inactivation d’hrp48 entraîne des défauts de croissance axonale comme des neurones projetant leurs axones dans une mauvaise direction ou au-delà de leur cible classique, défauts remarquablement plus forts chez les femelles que chez les mâles. Mes travaux ont révélé que la protéine femelle-spécifique Sex-léthal s’accumule ectopiquement dans le noyau des cellules mutantes hrp48, ce qui pourrait être à l’origine des défauts sexe-spécifiques de migration axonale observés. En parallèle, j’ai montré que l’inactivation de sema-1a, une cible ARNm putative d’Hrp48, provoque des défauts proches des mutants hrp48, et qu’hrp48 et sema-1a interagissent génétiquement. Par ailleurs, le niveau général d’ARNm sema-1a est plus faible chez les femelles que chez les mâles. Ces résultats suggèrent donc qu’une dérégulation de sema-1a pourrait induire les défauts sexe-spécifiques de croissance axonale observés en contexte mutant hrp48. Ce travail a permis de proposer un modèle préliminaire de régulation post-transcriptionnelle par une protéine de liaison aux ARNs de la famille hnRNPA/B in vivo et a mis en évidence des différences cryptiques entre les femelles et les mâles. Il s’inscrit dans le cadre d’études récentes révélant des différences sexe-spécifiques dans le contrôle de l’expression des gènes
Recent studies have shown that post-transcriptional regulatory mechanisms play essential roles in axon growth and guidance, processes involved in the establishment of neuronal circuits during development. To study these mechanisms in vivo, my project aimed at characterizing the role of the RNA-binding protein Hrp48, which belongs to the conserved hnRNP A/B family. I showed that inactivating hrp48 function leads to strong and specific axon migration defects, including axon misguidance and overextension. Notably, I have observed that the frequency of hrp48 mutant phenotypes is much higher in females than in males. Moreover, I showed that the female-specific Sex-lethal protein ectopically accumulates in the nucleus of mutant cells. This abnormal nuclear accumulation could explain the sex-specific defects observed in axonal migration. In parallel, I could show that inactivation of sema-1α, an Hrp48 putative mRNA target, causes defects similar to those observed in hrp48 mutants, and that hrp48 and sema-1 α genetically interact. Moreover, the overall levels of sema-1 α transcripts are much lower in females than in males. These results suggest that sema-1 α misregulation may induce the sex-specific defects in axonal growth observe upon hrp48 downregulation. Tis work has allowed us to propose a preliminary in vivo model for a post-transcriptional regulatory mechanism controlled by a member of the hnRNP A/B family. Furthermore, it has revealed cryptic differences between females and males in the context of recent studies revealing sex-specific differences in the control of gene expression