Fonctions biologiques des protéines SR

De part leurs fonctions essentielles dans le contrôle de l'expression des gènes, les protéines SR participent au niveau physiologique à la régulation de la croissance cellulaire. Cependant, à l'heure actuelle, peu de travaux ont identifié leurs gènes cibles dans ce contexte. De plus, leur rôle dans le contrôle de processus cellulaires tels que l'apoptose ou la prolifération commence seulement à émerger.

III.2.3.1 Rôle des protéines SR dans l'apoptose et la réponse aux

dommages sur l'ADN

Un grand nombre des gènes impliqués dans le contrôle des voies de l'apoptose est régulé par épissage alternatif. Dans la plupart des cas, l'épissage alternatif du même transcrit génère différentes isoformes protéiques aux propriétés souvent antagonistes, pro- ou anti-apoptotiques (Tableau 5).

Protéines Fonctions cellulaires

Conséquences fonctionnelles de l'épissage

FasL

LARD

Apoptose par la voie extrinsèque (dans les lymphocytes)

Altération de la solubililté et du potentiel apoptotique

TRAF2 Voie de signalisation TNF Phénotype dominant-négatif

TRAF3 Voie de signalisation TNF

Fonctions distinctes dans la transduction du signal

MADD Activation de la voie des MAPK

Fonctions antagonistes au cours de l'apoptose

Apaf-1 Composant de l'apoptosome

Fonctions antagonistes au cours de l'apoptose

Survivine

Régulation de l'apoptose et du cycle cellulaire

Changement de la localisation subcellulaire et de son potentiel apoptotique

SMAC/Diablo

Protéine de liaison à la protéine IAP

Modifications de son potentiel apoptotique

Bcl-x Protéine anti-apoptotique

Fonctions antagonistes au cours de l'apoptose

Bak Protéine pro-apoptotique

Modifications de son potentiel apoptotique (dépendant du type cellulaire)

Bid

Connection entre les voies intrinsèque et extrinsèque

Modifications de son potentiel apoptotique

Bim Protéine pro-apoptotique

Changement de la localisation cellulaire (fixation sur les microtubules)

caspase-8 Caspase initiatrice

Fonctions antagonistes au cours de l'apoptose

caspase-2 Caspase initiatrice

Fonctions antagonistes au cours de l'apoptose

caspase-9 Caspase initiatrice Phénotype dominant-négatif

caspase-10 Caspase initiatrice Changement de l'activité

caspase-3 Caspase effectrice Changement de l'activité

FLIP

Régulation de l'apoptose médiée par les récepteurs de mort

Fonctions potentiellement antagonistes au cours de la réponse immunitaire

p53, p63 et p73

Régulation de l'apoptose et du

cycle cellulaire Modifications du potentiel apoptotique

Famille des protéines p53 Ligands et récepteurs

Protéines Adaptatrices et Régulatrices

Famille des protéines Bcl-2

Caspases et Caspase-like protéines

Activation de l'apoptose médiée par les récepteurs de mort

Altération de la solubililté et du potentiel apoptotique, phénotype dominant-négatif

Tableau 5: Exemples de facteurs apoptotiques régulés par épissage alternatif et conséquences fonctionnelles.

L'expression d'un grand nombre des gènes impliqués dans les processus de l'apoptose est régulée par épissage alternatif et les isoformes produites ont des fonctions distinctes et souvent complètement opposées au cours de l'apoptose cellulaire.

Ainsi, certaines caspases, telles que les caspases -2, -8 et -9 sont régulées par épissage alternatif donnant lieu à des isoformes pro- et anti-apoptotiques (Himeji, et al., 2002; Horiuchi, et al., 2000; Jiang, et al., 1998; Kisenge, et al., 2003; Srinivasula, et al., 1999; Wang, et al., 1994). De façon intéressante, un rôle des protéines SR dans le contrôle de l'épissage des caspases a été rapporté. Par exemple, les protéines SC35 et SF2/ASF régulent l'épissage de la caspase-2 en faveur de l'isoforme longue pro-apoptotique via l'exclusion d'un exon alternatif, alors que hnRNP A1 favorise l'expression de l'isoforme courte anti-apoptotique (Jiang, et al., 1998). SF2/ASF est aussi capable de réguler l'épissage de la caspase-9 en réponse aux céramides en faveur de l'isoforme pro-apoptotique (Chalfant, et al., 2002; Massiello and Chalfant, 2006). En accord avec un rôle des protéines SR au cours de l'apoptose, la surexpression de SC35 dans les cellules HeLa induit leur apoptose (Jiang, et al., 1998) et la neutralisation de SF2/ASF dans les cellules de poulet (DT40) provoque l'arrêt du cycle cellulaire en G2 et l'apoptose (Li and Manley, 2005a). L'inactivation de SF2/ASF dans ce contexte prévient la fragmentation internucléosomale de l'ADN via une modulation de l'épissage alternatif de ICAD (Inhibitor of Caspase-Activated DNAse I). De plus, le statut de phosphorylation des protéines SR pourrait jouer un rôle au cours du processus apoptotique. Par exemple, dans les cellules Jurkat, les protéines SR sont déphosphorylées spécifiquement par la phosphatase PP1 en réponse à l'activation du récepteur Fas ou au traitement par les céramides (Chalfant, et al., 2001). De plus, l'activation des kinases SRPK1 et SRPK2 qui phosphorylent les protéines SR, a été décrite dans les étapes précoces de l'apoptose suivie de leur inactivation dans les phases tardives (Kamachi, et al., 2002).

De part leurs effets sur l'apoptose, les protéines SR pourraient aussi jouer un rôle au cours de la réponse aux stress génotoxique. Certaines données vont dans ce sens. Ainsi, la protéine SC35 s'accumule dans des fibroblastes BALB/3T3 en réponse aux gamma-radiation (Cardoso, et al., 2002) et la mitomycine C, un agent anticancéreux, augmente l'activité de la topoisomérase I conduisant à la phosphorylation de SF2/ASF et l'accumulation de p53 (Gobert, et al., 1996). De plus, en réponse à la mitomycine C, le niveau d'expression de certaines protéines SR (SRp55, SRp40, SRp30) augmente et est corrélé à des modifications du profil d'expression de certains variants d'épissage, tels que CD44 (Filippov, et al., 2007). Enfin, la neutralisation de SRp55 dans les cellules traitées augmente leur viabilité suggérant aussi un rôle de SRp55 dans la réponse au stress génotoxique (Filippov, et al., 2007).

III.2.3.2 Rôle des protéines SR au cours du cycle cellulaire

Récemment, une nouvelle fonction des protéines SR dans le contrôle du cycle cellulaire a été décrite. Chez la drosophile, Rasheva et collaborateurs ont montré que la protéine SR, B52, joue un rôle dans le contrôle de la transition G1/S du cycle cellulaire via la régulation de l'épissage alternatif du gène d'E2F2 un répresseur transcriptionnel de la famille E2F et le contrôle de son expression (Rasheva, et al., 2006). De plus, la perte d’expression de SC35 dans des fibroblastes embryonnaires de souris MEFs (Mouse Embryonic Fibroblasts) induit l'arrêt des cellules en G2/M du cycle cellulaire et une instabilité génomique, résultant en partie de l'accumulation de p53 sous une forme hyperphosphorylée et hyperacétylée (Xiao, et al., 2007). Ces résultats révèlent l’implication de la protéine SC35 dans le contrôle de voies spécifiques régulant la prolifération cellulaire et la stabilité du génome (Xiao, et al., 2007). Dans une autre étude, Li et collaborateurs ont montré que la réduction du niveau d'expression de certaines protéines SR dans des cellules MEF immortalisées par l'antigène T de SV40 ralentit leur croissance cellulaire via une diminution de l'entrée en phase S du cycle cellulaire (Li, et al., 2005). Ces résultats suggèrent que les protéines SR pourraient contrôler l'expression de composants de la machinerie du cycle cellulaire. En accord avec ces données, il a été montré une dynamique différentielle d'expression et de localisation subcellulaire de certaines protéines SR au cours des différentes phases du cycle. (Tripathi and Parnaik, 2008). Par exemple, en interphase et au début de la mitose, la protéine SC35 se localise sous sa forme phosphorylée active dans les "speckles" et SF2/ASF s'accumule dans les cellules en interphase (Kruhlak, et al., 2000; Phair and Misteli, 2000). L'accumulation des transcrits codant pour une autre protéine SR, SRp20, à la fin de la phase G1 et au début de la phase S du cycle cellulaire a aussi été décrite (Jumaa, et al., 1997). De façon intéressante, des sites consensus de liaison pour les facteurs de transcription de la famille E2F ont été trouvés sur le promoteur de SRp20, suggérant un rôle de cette protéine SR dans le contrôle du cycle cellulaire par les facteurs de transcription E2Fs.

III.2.3.3 Rôle des protéines SR dans la stabilité génomique

Les protéines SR jouent aussi un rôle dans la maintenance de la stabilité génomique. Ainsi, Li et collaborateurs ont montré que l'absence de SF2/ASF dans les cellules DT40 conduit à la formation de structures dites en "R-loops" constituées d'un hybride entre l'ARNm nouvellement transcrit et l'ADN, qui entraînent l'apparition de cassures double brin sur l'ADN à l'origine d'instabilité génétique (Li, et al., 2005). Le même groupe a démontré que la neutralisation d'une

autre protéine SR, SC35, dans des cellules HeLA conduit aux mêmes effets sur l'ADN et la stabilité génomique (Li and Manley, 2005b). Ces résultats suggèrent que les protéines SR participent à la protection de l'intégrité du génome en empêchant l'hybridation des ARNm naissants avec l'ADN source et donc la formation de structures mutagènes.