1. Introduction
1.5. Gènes à l’étude
1.5.1 SMARCC2
:SWI/SNF Related, Matrix Associated, Actin Dependent
Regulator of Chromatin Subfamily C Member 2
Le gène SMARCC2 encode la protéine BAF170, une protéine faisant partie du cœur du complexe BAF. Récemment, une étude de la composition structurale du complexe BAF a permis
la caractérisation systématique des interactions entre ses sous-unités227. Par la fixation et la
caractérisation des différents complexes BAF, Mashtalir et al. ont pu démontrer que le cœur initial est formé d’un dimère SMARCC (homo/hétérodimère avec SMARCC1 et/ou SMARCC2) et d’une sous-unité SMARCD.
L’intégration d’autres sous-unités structurales se fait de façon subséquente, tandis que le module ATPase formé au minimum de l’hélicase SMARCA2/4, d’une sous-unité ACTL6, d’actine, et de BRD7 ne se fait qu’en dernier.
Les mutations que nous avons identifiées dans le gène SMARCC2 sont localisées majoritairement dans des domaines connus, soit les domaines SMARCC et le domaine SANT. Les mutations sont visualisables dans la section résultats 3.2.2 (Figure 13). Les premiers, SMARCC_N localisé en N-terminal, et SMARCC_C, en C-terminal, sont des domaines présents dans BAF155/170 et qui sont extrêmement conservés jusqu’à leurs orthologues chez S. Pombe Ssr1/2 et chez S. Cerevisiae Swi3, mais dont la fonction n’est pas connue228,229. Le
second domaine touché est le domaine SANT (Swi3, Ada2, N-CoR, TFIIB), qui est un court domaine retrouvé chez plusieurs protéines impliquées dans le remodelage de la chromatine ou la régulation de l’expression génique. Il a une homologie structurale avec les domaines HTH (helix turn helix) qui se lie à l’ADN, mais a au contraire une fonction de liaison aux protéines, notamment aux histones230,231. Un dernier domaine est présent dans la protéine SMARCC2: le
domaine SWIRM. Celui-ci est un domaine associé à la liaison à l’ADN et aux nucléosomes, et est indispensable pour la formation des complexes associés aux protéines ayant ce domaine232,233.
SMARCC1 et SMARCC2 sont interchangeables dans le complexe BAF, étant capables de former des homo/hétéro-dimères, mais leur stœchiométrie change au cours du développement, suggérant à la fois une redondance et un rôle unique pour chacune des protéines. Par exemple, le complexe esBAF présent dans les cellules souches embryonnaires ne contient que l’homodimère SMARCC1234. La double délétion de SMARCC1/SMARCC2 induit la
dégradation quasi-totale des autres sous-unités du complexe BAF, ce qui signifierait que la formation du complexe est dépendante du dimère SMARCC et que les autres sous-unités sont dégradées de façon ubiquitaire si elles ne sont pas incorporées dans un complexe227.
1.5.2 CHD3: Chromodomain Helicase DNA binding protein 3
Le gène CHD3 encode une hélicase ATP-dépendante, qui avec CHD4 et CHD5, peut s’insérer dans le complexe NuRD et agir en tant que remodeleur de la chromatine. Nous avons
caractérisé 35 individus avec 23 mutations de novo différentes; toutes les mutations sauf quatre étant des mutations faux-sens197. La localisation des mutations présente un regroupement
frappant, avec la quasi-totalité des mutations retrouvés dans les domaines de l’hélicase de liaison à l’ATP ou C-terminal, ou entre les deux (Figure 7). Ce phénomène suggère que la pathogénicité des mutations est due à une perte de la capacité de remodelage de la chromatine, soit par sa capacité de lier et d’hydrolyser l’ATP, soit par sa capacité de remodelage des nucléosomes.
La protéine CHD3 possède plusieurs domaines connus, dont deux domaines PHD (Plant HomeoDomain) qui sont impliqués dans l’épigénétique et la régulation de la transcription. Dans la HAT p300, le domaine PHD est responsable de sa liaison aux nucléosomes hautement
Figure 7: Localisation des mutations dans CHD3 associées au syndrome Snijders-Blok- Campeau. Chaque individu est représenté par un point, et chaque mutation est classifiée selon
sa fonction : le rouge représente une mutation faux-sens, le vert une mutation d’un site d’épissage, le jaune une délétion n’affectant pas le cadre de lecture, et le bleu une mutation tronquante.
acétylés en conjonction avec son domaine Bromo235. Le domaine Chromo (Chromatin
Organization Modifier) participe à la formation de l’hétérochromatine et pourrait prendre part dans la reconnaissance de nucléosomes méthylés236. Il est intéressant de noter que CHD3 et
CHD4 sont particulièrement présents au niveau de l’hétérochromatine, et CHD3 est significativement enrichi dans l’hétérochromatine périnucléolaire125. Tous ces domaines sont
aussi présents dans son homologue CHD4, où les domaines PHD, Chromodomain, DUF (Domain of Unknown Function), et domaine C-terminal sont nécessaires pour réguler leur activité ATPase132,237.
1.5.3 TRRAP: Transformation/Transcription domain Associated Protein
Le gène TRRAP encode une protéine de 3859 acides aminés de la famille des PIKKs qui n’a pas de fonction enzymatique à cause de la perte d’un acide aminé critique dans son site catalytique238. Toutes les PIKKs ont un domaine kinase, flanqué de domaines FAT et FATC, de
sorte à former un motif FAT/PIKK/FATC. Les domaines FATC des PIKKs sont nécessaires pour l’interaction avec TIP60 et sont fonctionnellement interchangeables239. Le domaine FAT,
quant à lui, est relativement conservé mais sa fonction n’est pas connue240.
Nous avons caractérisé 24 individus portant 17 mutations de novo différentes dans le gène TRRAP226. Pourtant, toutes sauf une mutation sont localisées en dehors des domaines
connus, et sont restreints de façon significative dans des régions spécifiques, suggérant la présence de domaines fonctionnels non-identifiés (Section résultats 3.1.2, Figure 8). Effectivement, dans son homologue chez la levure Tra1, la délétion systématique des séquences répétées de type HEAT (Huntingtin, EF3, PP2A, TOR1 – structure secondaire formée de deux hélices alpha reliées par une liaison courte) a démontré que les régions mutées chez les individus les plus affectés sont indispensables pour la survie cellulaire et la liaison avec les complexes SAGA et/ou NuA4138. En revanche, les délétions comprenant les mutations associées avec un
phénotype moins sévère (acides aminés 1859-1932) sont viables et permettent quand même l’association avec les complexes SAGA et NuA4, suggérant un mécanisme pathogénique différent.