IV. LE FACTEUR DE TRANSCRIPTION E2F1, UNE PROTEINE
3.3 E2F1, une clé pour la réparation des dommages de l’ADN
d’études montrant sa surexpression suite à des lésions de l’ADN (Blattner, C. et al, 1999 ; Hofferer, M. et al, 1999 ; O’Connor, D.J. & Lu, X, 2000). Cet effet qui est spécifique à E2F1, et pas aux autres membres de la famille, montre des cinétiques qui ressemblent étroitement à l’induction de p53. Ainsi, les protéines E2F1 et p53 pourraient être régulés selon un schéma commun (Blattner, C. et al, 1999).
3.3.1 Phosphorylation et stabilisation de E2F1 en réponse aux
dommages de l’ADN
Il est maintenant admis que l’induction de E2F1 au cours de la réponse aux dommages de l’ADN reflète sa phosphorylation par les protéines kinases ATM, ATR (Ataxia Telangiectasia Mutated/Ataxia Telangiectasia and Rad3-related), et Chk2 (Checkpoint 2) (Lin, W.C. et al, 2001 ; Stevens, C. et al, 2003), les trois étant des constituants clés de cette réponse. Les kinases ATM et ATR phosphorylent la sérine 31 de E2F1, et il a été suggéré que cette phosphorylation préviendrait la dégradation de E2F1 en inhibant son interaction avec p45SKP2 (Lin, W.C. et al, 2001) (Figure 14). De façon similaire, la phosphorylation de E2F1 sur sa sérine 364 (juxtaposée au site d’interaction de Mdm2) par la kinase Chk2 pourrait inhiber son interaction avec Mdm2. La phosphorylation de E2F1 suite à une lésion de l’ADN a clairement été connectée avec une accumulation du niveau protéique de E2F1 et l’induction de l’apoptose, et ce de façon similaire à la protéine p53 (Lin, W.C. et al, 2001 ; Stevens, C. et al, 2003).
3.3.2 Un rôle privilégié pour la protéine p73
Bien qu’il soit admis, depuis plusieurs années maintenant, que les dommages de l’ADN sont un signal pour que E2F1 induise l’apoptose, le mécanisme par lequel E2F1 induit la mort cellulaire plutôt que la progression du cycle cellulaire commence juste à être élucidé. Il a été démontré qu’un traitement à la doxorubicine induit le recrutement spécifique de E2F1 sur le promoteur de p73, conduisant à l’apoptose des cellules. De façon surprenante, et dans
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un même contexte, E2F1 n’est pas recruté sur le promoteur du gène Apaf-1. Dans cette même étude, les auteurs ont montré que l’activation de p73 corrélait avec l’hyperacétylation de l’histone H4 au niveau de son promoteur. A l’inverse, les régions promotrices des gènes de la Tk et de la DHFR sont hypoacétylés (Pediconi, N. et al, 2003). Ces résultats suggèrent ainsi qu’en réponse aux dommages de l’ADN des changements spécifiques au niveau chromatinien régulent l’activité transcriptionnelle de E2F1 en faveur de ses cibles pro-apoptotiques et au détriment des gènes de la prolifération (Figure 16).
3.3.3 Acétylation de E2F1 : une étape critique de la réponse aux
dommages de l’ADN
De façon remarquable, Pediconi et coll. ont connecté cette spécificité à une augmentation du niveau d’acétylation de E2F1 (Pediconi, N. et al, 2003). E2F1 est connue pour être une protéine acétylée. En effet, les HATs P/CAF et p300/CBP ont la capacité d’acétyler E2F1 in vitro et les molécules E2F1 intracellulaires sont acétylées in vivo (Martinez-Balbas, M.A. et al, 2000). Cette acétylation s’effectue spécifiquement au sein du groupe de lysines 117/120/125 (Marzio, G. et al, 2000), adjacent au domaine de liaison à l’ADN, dont les conséquences fonctionnelles sont l’augmentation de sa demi-vie et la stimulation de son affinité de liaison à l’ADN. Dans une étude récente Ianari et coll. ont observé que E2F1 est spécifiquement stabilisé en réponse à un traitement à la doxorubicine ou au cisplatine et ce même en l’absence d’ATM et de p53. Dans cette étude, l’activité HAT de P/CAF mais pas celle de p300/CBP est nécessaire à une accumulation significative de E2F1 en réponse à la doxorubicine (Ianari, A. et al, 2004). Ces données suggèrent une spécificité des HATs dans la stabilisation de E2F1, indiquant un rôle spécifique de P/CAF dans l’apoptose induite par E2F1 en réponse aux dommages de l’ADN. De façon remarquable, l’histone déacétylase de classe III dépendante du NAD+, hSirT1, qui régule la survie cellulaire, la réponse aux stress et le métabolisme par inhibition de la transcription dépendante de p53 (Chen, W.Y. et al, 2005 ; Langley, E. et al, 2002), de E2F1 (Wang, C. et al, 2006) et de NFκB (Yeung, F. et al, 2004), réprime l’activité du promoteur de p73 induite par E2F1 dans des cellules non traitées. Cependant, l’exposition des cellules aux dommages de l’ADN induit l’inactivation de hSirT1, par diminution du niveau de NAD+ nucléaire (Pediconi, N. et al, 2009) (Figure 17). Il apparait donc que cette fine régulation de l’activité de E2F1 modifie
sa spécificité de manière à favoriser l’activation de gènes pro-apoptotiques versus les gènes du cycle comme la DHFR ou la Tk, et l’acétylation est au centre de ce processus.
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3.3.4 E2F1, senseur de dommages de l’ADN ?
La localisation cellulaire de E2F1 est également modifiée en réponse aux dommages de l’ADN. En effet, lorsqu’il est phosphorylé par Chk2, E2F1 se localise dans des corps nucléaires distincts (Stevens, C. et al, 2003). Un grand nombre de protéines impliquées dans la reconnaissance et la réparation des lésions de l’ADN, incluant certaines activées par Chk2, se localisent dans des foyers nucléaires, plus probablement aux sites de dommages (Rouse, J. & Jackson, S.P., 2002). De façon intéressante, le complexe MRN (Mre11/Nbs1/Rad50), impliqué dans la réponse aux cassures double-brins de l’ADN (D’Amours, D. & Jackson, S.P., 2002), interagit avec E2F1 via la région N-Terminale de Nbs1 (Maser, R.S. et al, 2001). L’interaction E2F1/Nbs1 se produit à proximité de ces sites, suggérant que E2F1 puisse être nécessaire pour cibler le complexe MRN aux origines de réplication. Une seconde étude démontre que la protéine TopBP1 (DNA Topoisomerase II-β Binding Protein1) se relocalise avec E2F1 au niveau de foyers nucléaires aux côtés de BRCA1 en réponse aux dommages de l’ADN (Liu, K. et al, 2003), appuyant l’idée que E2F1 est impliqué dans le contrôle de la réplication et de la réparation des dommages de l’ADN.
Bien qu’il ne soit pas réellement connu si cette localisation est connectée avec l’activité apoptotique de E2F1 ou avec d’autres propriétés de E2F1 liées aux points de contrôle du cycle cellulaire ou à la réponse aux dommages de l’ADN, il est tentant de spéculer que E2F1 puisse jouer un rôle de senseur de l’intégrité du génome.