Le module JNK

À la différence de la voie Ras/ERK, les modes d’activation et les fonctions des kinases JNK sont moins bien connus. La kinase JNK fut initialement identifiée comme kinase activée par le cycloheximide, une drogue bloquant la synthèse protéique chez les eucaryotes (Kyriakis and Avruch 1990). La famille des kinases JNK est composée de trois membres JNK1, JNK2 et JNK3 qui sont codés par trois gènes et qui partagent ensemble plus de 85% d’homologie de séquence (Derijard et al. 1994; Kallunki et al. 1994; Sluss et al. 1994). Chaque kinase est exprimée sous deux formes, une courte de 46 kDa et une longue de 54 kDa, s’ajoute à cela l’épissage alternatif des transcrits des JNK qui génère au moins dix isoformes se distinguant dans leur capacité à lier et à phosphoryler leurs substrats (Gupta et al. 1996). Alors que l’expression de JNK1/JNK2 se retrouve dans tous les tissus, l’expression de JNK3 est quant à

d’identifier les processus cellulaires auxquels elles participent comme la réponse à l’inflammation, l’apoptose, la différenciation et la prolifération cellulaire (Johnson and Nakamura 2007).

2.2.2.1. Mécanismes d’activation

Les kinases JNK sont activées par de nombreux stimuli tels que le stress cellulaire (choc thermique, stress oxydant, radiations ionisantes, agents causant des dommages à l’ADN, inhibiteurs de synthèse protéique) et les cytokines pro-inflammatoires (TNF : Tumor Necrosis Factor, IL-1 : InterLeukin 1) (Bogoyevitch et al. 2010). Tout comme les ERK, l’activation des JNK requiert la phosphorylation des résidus thréonine et tyrosine du motif Thr-Pro-Tyr situé dans le domaine kinase (Derijard et al. 1994). Ces évènements de phosphorylation sont assurés par les kinases MKK4 et MKK7 qui coopèrent dans l’activation des JNK (Lawler et al. 1998; Fleming et al. 2000). Les kinases MKK4 et MKK7 sont également exprimées sous plusieurs isoformes qui possèdent des activités basales différentes et qui ne sont pas activées par les mêmes kinases en amont de la voie (Tournier et al. 1999). Alors que les MKK7 sont responsables de l’activation de JNK en réponse aux cytokines pro-inflammatoires, les MKK4 activent JNK préférentiellement dans des conditions de stress cellulaire.

L’activité des kinases MKK4 et MKK7 est stimulée par la phosphorylation des résidus sérine et thréonine du motif Ser-X-Ala-Lys-Thr de leur boucle d’activation. À ce jour quatorze MAPKKK telles que MEKK1-4, MLK (Mixed Lineage Kinase), ASK1 (Apoptosis Signal- regulated Kinase 1) et TAK1 (TGFβ-Activated Kinase 1) ont été impliquées dans l’activation des kinases MKK4 et MKK7 (Haeusgen et al. 2011). Certaines d’entre elles sont capables d’activer à la fois MKK4 et MKK7, d’autres au contraire sont restreintes à l’activation d’une des deux. Le module JNK est donc composé de plusieurs kinases ou isoformes à chaque niveau (MAPKKK, MAPKK, MAPK) qui sont activées par une grande variété de stimuli (Figure 13). L’activation sélective de JNK est rendue possible grâce à l’action coordonnée de protéines d’échafaudage et de domaines d’interaction entre JNK et ses kinases activatrices. Les protéines d’échafaudage de la voie telles que les JIP (JNK Interacting Protein) facilitent l’activation des JNK et contrôlent la localisation cellulaire du module (Haeusgen et al. 2011).

Figure 14. Activation de la voie JNK

Les kinases JNK sont activées par le stress cellulaire (UV, agents génotoxiques, chocs thermique et osmotique, stress oxydant) et les cytokines pro-inflammatoires. Une multitude de MAPKKK est alors engagée de façon spécifique dans l’activation des kinases MKK4-MKK7 qui phosphorylent et activent directement les kinases JNK. La spécificité d’activation et de réponse cellulaire selon le type de stress engagé dans la cellule est assurée par des protéines d’échafaudage qui interagissent avec les kinases du module. Figure adaptée d’après (Wagner and Nebreda 2009).

2.2.2.2. Rôle des JNK dans le métabolisme cytoplasmique des ARNm

Les kinases JNK ont été impliquées dans le contrôle de la stabilité de certains messagers. Le premier exemple est le cas de l’ARNm de l’IL-2. En réponse à l’activation des cellules T, l’ARNm de l’IL-2 est stabilisé par JNK grâce à la présence d’un élément dans le 5’UTR qui est reconnu par les protéines nucléolin et YB-1 (Chen et al. 1998; Chen et al. 2000). JNK contrôle également la stabilité d’autres ARNm, notamment ceux qui présentent des éléments ARE dans leur 3’UTR (voir section 1.2.1.2.3). L’ARNm du VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) est stabilisé par les kinases JNK et p38 (Pages et al. 2000), l’ARNm de l’IL-3 est stabilisé par JNK dans les mastocytes (Ming et al. 1998) et celui

mécanisme qui fait intervenir la protéine TTP (Korhonen et al. 2007). Finalement JNK stabilise l’ARNm du LDL (Low Density Lipoprotein) par un mécanisme indépendant des éléments ARE (Vargas et al. 2009). Les mécanismes qui contribuent à l’effet de JNK sur la stabilité de ces ARNm ne sont pas connus mais il est très possible qu’ils interviennent à plusieurs niveaux, de la modulation de l’expression de protéines de liaison à l’ARN impliquées dans la stabilisation des ARNm au contrôle de la localisation des ARNm en passant par l’activation/inhibition de facteurs de la machinerie de dégradation des ARNm.

Des études récentes ont établi un lien entre JNK et la localisation des ARNm au sein des P-bodies (voir section 1.2.2.1). L’inhibition de JNK par le SP600125 affecte l’assemblage des P-bodies tandis que l’activation de la voie par le stress oxydant et les cytokines favorise leur formation (Rzeczkowski et al. 2011; Cargnello et al. 2012). JNK qui localise aux P-bodies dans de telles conditions, régule directement l’activité de facteurs impliqués dans la répression de la traduction et dans la dégradation des ARNm en phosphorylant les protéines 4E-T et Dcp1a. La protéine 4E-T est un répresseur de la traduction qui séquestre eIF4E aux P-bodies (Andrei et al. 2005; Ferraiuolo et al. 2005; Kamenska et al. 2013). La phosphorylation de 4E- T par JNK est requise pour la formation des P-bodies en réponse au stress (Cargnello et al. 2012) ce qui suggère que JNK participe à la répression de la traduction des ARNm associés à 4E-T en contrôlant la localisation de 4E-T. La protéine Dcp1a qui est le cofacteur du complexe de décoiffage Dcp1/Dcp2 (voir section 1.2.1.1.2) participe à la dégradation globale des ARNm. La phosphorylation de Dcp1 par JNK contrôle quant à elle sa localisation et potentiellement son activité de dégradation (Rzeczkowski et al. 2011).