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Une séquence isolée est équivalente à 75% de la protéine NonO (Pour revue : Shav-Tal

et Zipori, 2002). Historiquement, elle est impliquée dans l’épissage des ARN. Par la

suite, il s’est avéré qu’elle est également une des unités d’un complexe répresseur

comprenant une protéine apparentée PSF, mSin3 et une histone-désacétylase (Sewer et

al., 2002). Emili et ses collaborateurs ont proposé que NonO, dénommé aussi P54nrb,

soit responsable de l’initiation et de l’élongation de la transcription suite à la découverte

de leur interaction avec le domaine C-terminal de l’ARN pol II (Emili et al., 2002). Les

candidats isolés possèdent un des deux domaines RRM (nécessaire pour la liaison avec

l’ARN), le domaine hélice-tour-hélice (HTH), un domaine acide/basique et une région

riche en prolines.

ETR-1, (Elav type RNA binding protein) protéine à motif de liaison à l’ARN (Knecht et

al., 1995), dont la séquence obtenue représentait 76% de la protéine entière. Sa seule

fonction connue pour le moment est l’épissage d’ARN. Son expression est

principalement liée au système neural bien qu’elle soit aussi essentielle pour le

Résultats et Discussion

développement musculaire (Milne et Hodgkin, 1999). Chez le xénope, au stade 13, elle

est exprimée au niveau de la plaque neurale (Knecht et al., 1995). Il est à remarquer que

ETR-1 est induit par la voie Notch comme HRT1 (Akanuma et al., 2002).

La séquence codante entière d’une protéine de xénope, similaire à BLOM7-β, a été

isolée. Il s’agit d’une protéine humaine prédite qui posséderait un domaine de liaison à

l’ARN de type KH. Elle a été découverte récemment et très peu de renseignements la

concernant sont disponibles.

Riddle 3 est une protéine de xénope sans domaine ni fonction connus. La proie isolée

contenait 91% de la protéine complète. La protéine Riddle3 n’a pas encore fait l’objet de

publication et l’utilisation d’outils bioinformatiques ne nous a pas permis de mettre en

évidence l’existence de domaine connu au sein de la protéine.

Deux clones correspondant à la protéine HLA-B du MHC de classe 3 ne contenaient

qu’une séquence partielle (20%).

Une séquence similaire à une golgine de rat (pour revue : Barr et Short, 2003) ne

correspondait qu’à 25 % de la séquence codante complète.

La séquence isolée LOXL1 codant une protéine avec un domaine lysyl oxydase (Molnar

et al., 2003) ne correspondait qu’à 78% de la protéine entière.

La séquence GPS2 isolée lors de notre criblage code la protéine entière. Historiquement,

GPS2 a été découverte par sa capacité à supprimer des mutations létales des sous-unités

régulatrices des protéines G dans la voie de réponse aux phéromones chez la levure

(Spain et al., 1996). Plusieurs articles présentent GPS2 comme régulateur de la

transcription (Jin et al., 1997; Peng et al., 2001). Récemment, il s’est avéré que GPS2

appartiendrait au complexe répresseur N-CoR-HDAC3 (Zhang et al., 2002). Cette proie

sera étudiée plus loin (voir point II.D.1.).

Résultats et Discussion

Amino Enhancer of Split (AES) a été représentée par un clone correspondant à une

séquence protéique quasi entière (82%). AES ou grg5 appartient à la famille

Groucho-TLE (Fisher et Caudy, 1998b). Cette protéine contient uniquement les domaines Q et GP

impliqués dans l’oligomérisation et l’activité répressionelle (Chen et Courey, 2000). Elle

ne possède pas le domaine S/P impliqué dans l’interaction de Groucho avec le

tétrapeptide WRPW des H & E(Spl) (Dawson et al., 1995; Fisher et al., 1996; Li, 2000).

Elle a été décrite comme co-répresseur (Tetsuka et al., 2000; Brinkmeier et al., 2003)

mais également comme co-activateur de Runx2 (Zamurovic et al., 2004). Etant donné

que les protéines de la famille HRT interagissent faiblement avec Groucho (Fischer et al.,

2002; Pichon et al., 2004), AES semble être un partenaire potentiel intéressant. Cette

proie sera étudiée plus loin (voir II.D.2.).

Les protéines HLA-B, LOXL et Golgine n’étant pas reliées de près ou de loin à

l’activité transcriptionnelle et les séquences isolées étant tronquées (HLA-B/golgine), nous

supposons que ces protéines seraient de faux positifs. Bien que les autres proies soient des

candidates potentiellement intéressantes, nous avons ciblé notre travail sur GPS2 et AES. Ces

protéines se présentaient comme les plus prometteuses. En effet, elles ont ont été isolées sous

des forme complètes ou presque et sont décrites comme participant au contrôle de la

transcription. L’analyse de ces proies est détaillée au chapitre II.D..

His Ade XHRT1 TOT 1-294 XHairy 1 TOT 1-263 XHairy 2b TOT 1-277 C -Proie XHRT1 TOT 1-294 XHairy 1 TOT 1-263 XHairy 2b TOT 1-277 C

-Figure 32 : Analyse des interactions XHairy2b-XHRT1 et XHairy1-XHRT1en double-hybride de levure.

Les diploïdes obtenus par conjugaison des clones exprimant respectivement les différentes protéines de fusion Gal4 DBD (appât) et AD (proie) sont testés sur milieu carencé en histidine contenant 1mM de 3-AT (His) ou en adénine (Ade). Le temps de croissance est respectivement de 7 et 3 jours.

Les protéines appâts testées sont le XHairy2b complet (XHairy2b TOT), le XHRT1 complet (XHRT1 TOT) et ses formes tronquées : le domaine bHLH, les domaines bHLH-Orange (bHLH-O), la partie IYT, la protéine délétée du domaine bHLH (∆ HLH) et de son domaine Orange (∆ O). En proie, les XHRT1, XHairy1 et XHairy2b complets (XHRT1, XHairy1 et XHairy2b TOT) ont été utilisés. Les fragments de la protéine XHRT1 contenus dans chaque protéine appât sont renseignés par leurs coordonées en acides aminés au sein de de la protéine complète. Le contrôle positif appât est la partie N-terminale du PIE8 (NT-PIE). Les contrôles négatifs (C -) sont le Gal4 DBD et le Gal4 AD seuls pour les appâts et les proies respectivement.

Au dessous de la figure se trouve le schéma de la structure de XHRT1 avec la position des résidus délimitant les différents domaines ou motifs de la protéine. Les domaines et les motifs sont représentés en couleur : en bleu pour le domaine obasique (b); en rouge pour le domaine hélice-boucle-hélice (HLH): en orange, le domaine Orange (O); en bleu clair la région intermédiaire (I); en jaune le motif YRPW et en vert le motif TEIGAF.

XHRT1 NT-PIE C -Appât XHairy2bHLH TOT 1-294 58-95O 1-294 116-159 bHLH 1-114 bHLH-O 36-170 IYT 160-294 TOT 1-277 1-294

TEIGAF

TEIGAF

YRPW

YRPW

HLH

HLH OO

b

b II

117 117 100 100 58 58 45 45 159159 284284289289294294

XHRT1

Résultats et Discussion

II.B. Protéine de type bHLH-O.

Comme nous nous attendions à l’isolement de protéines de type bHLH capables de

s’hétérodimériser avec XHRT1 lors du premier criblage, il était intéressant d’analyser plus en

détails ces partenaires. Cette partie du travail comprend l’analyse des interactions XHRT1

avec XHairy2b, XHairy1 et lui-même.

II.B.1. Interaction XHairy1 / XHairy 2b avec XHRT1.

Nous avons caractérisé les domaines de XHRT1 impliqués dans ses interactions avec les

deux facteurs XHairy1 et XHairy2b.

Une série de mutants présentant des délétions au sein de la protéine XHRT1 a été réalisée en

introduisant dans le vecteur pPC97 des séquences codant respectivement pour le XHRT1

complet, la protéine délétée de son domaine HLH (∆ HLH) ou du domaine Orange (∆O), le

domaine bHLH, les domaines bHLH et Orange, et la partie située en C-terminale du domaine

Orange (IYT). La séquence codant XHairy2b a été intégrée dans le vecteur appât (pPC97),

afin de vérifier si l’interaction est également possible lorsque XHRT1 est utilisé comme proie.

Nous avons transformé la souche de levure PJ69-4A à l’aide de ces plasmides recombinants.

La séquence codant le XHRT1 complet a été introduite dans le vecteur pPC86. La souche de

levure PJ69-4α a été transformée par les différentes constructions proies.

Les souches de levure exprimant la protéine appât XHairy2b ainsi que les différentes

chimères appâts de XHRT1 ont été conjuguées avec les souches exprimant XHRT1, XHairy1

et XHairy2b complets en proies. Les diploïdes obtenus, à l’issue de la sélection sur milieu

carencé en leucine et tryptophane, ont été testés sur milieu carencé en histidine

avec 1 mM de 3-AT (7 jours de croissance) ou sur milieu carencé en adénine (3 jours de

croissance) (Figure 32).

Pour le couple XHRT1-XHairy1, les levures dont la protéine appât possède le domaine bHLH

de XHRT1 couplé soit à son domaine Orange soit à sa partie intermédiaire, pouvent croître

sur le milieu de sélection histidine ou adénine. Dans le cas où la chimère appât comprend

XHRT1 délété de son domaine HLH, la souche de levure qui l’exprime ne survivait que sur le

IYT bHLH 28S 18S -A XHRT1 bHLH -IYT bHLH XHRT1 - IYT B Appât XHRT1 Proie C C 28S 18S -C D

Figure 33 : Expression des ARNm des appâts XHRT1 bHLH et de la proie contrôle négatif (Gal4 AD seul, C -). (A-C) Vérification de la qualité des ARN testés par visualisation des ARN après coloration à l’acridine orange

du gel d’électrophorèse.

(B-D) Analyse par transfert de type Northern. Les sondes utilisées sont les séquences de Gal4 codant respectivement le domaine de liaison à l’ADN pour les appâts et le domaine d’activation pour la proie.

Myc XHRT1

WB: a-Flag

WB: a-Myc

Figure 34 : Analyse par co-immunoprécipitation de l’homodimérisation de XHRT1 et son hétérodimérisation avec Xhairy1 et Xhairy2b.

Les protéines étiquetées sont surexprimées en embryons de xénope. Les extraits protéiques bruts et les protéines immunoprécipitées à l’aide d’anticorps anti-Myc (IP: a-Myc) sont analysés par immunodétection avec des anticorps anti-Myc (WB: a-Myc) ou anti-Flag (WB: a-Flag).

L réprésente la position des chaînes légères des anticorps anti-Myc.

XHRT1 est étiqueté au Flag et au Myc. XHairy1, XHairy2b, ESR9, ESR10 et HES6r sont étiquetés au Myc. Les trois protéines ESR9, ESR10 et HES6r sont utilisées comme contrôles négatifs.

(voir aussi l’article 2 en annexe)

L

-WD: a-Flag

Extraits bruts

IP: a-Myc

Flag

XHRT1

HES6r

ESR10

ESR9

XHairy2b

XHairy1

L

-B

A

Figure 35 : Mise en évidence des régions de XHRT1 impliquées dans les interactions XHRT1-XHairy1 et XHRT1-XHairy2b.

(A) Représentation schématique des protéines chimériques réalisées entre XHRT1 et ESR9.

(B) Analyse par co-immunoprécipitation des régions de XHRT1 impliquées dans les interactions XHRT1-XHairy1 et XHRT1-XHairy2b.

Les protéines étiquetées au Myc sont les chimères XHRT1/ESR9 et les protéines étiquetées au Flag sont les Xhairy1 et Xhairy2b complets. Ces protéines sont surexprimées en embryons de xénope. Les extraits protéiques bruts (Lysate) et les protéines immunoprecipitées à l’aide d’anticorps anti-Myc (IP:α-Myc) sont analysés par immunodétection avec des anticorps anti-Myc (WB: α- Myc) ou anti-Flag (WB:α-Flag).

Résultats et Discussion

milieu carencé en histidine. Rappelons que la protéine XHairy1 délétée de sa première hélice

α a été isolée lors du criblage avec la région IYT en appât. Or, il est observé que cette

protéine de fusion ne peut interagir avec XHairy1 complet utilisé en tant que proie (Figure

32). De même, aucune levure exprimant une protéine proie et le domaine bHLH ou la partie

IYT de XHRT1 sous la forme appât n’ont pu croître sur les deux milieux de sélection

nutritionnelle. Précédemment, nous avions déjà confirmé l’expression du transcrit

Gal4 DBD-XHRT1 IYT (voir II.A.1.). L’expression des ARNm de la chimère bHLH et du

contrôle négatif proie (C-) est vérifiée par transfert de type Northern. Sur la Figure 33, nous

observons que les ARNm chimériques correspondant à l’appât bHLH de XHRT1 sont bien

exprimés par les levures.

L’interaction XHRT1-XHairy1 semble complexe. Elle mettrait en jeu les domaines bHLH et

Orange ou bHLH et la partie intermédiaire.

Les appâts contenant la protéine XHRT1 entière, ses domaines bHLH-O ou délétée du

domaine Orange et exprimés dans la même souche que la proie XHairy2b ont été capables de

croître sur milieu de sélection histidine. Le diploïde exprimant les domaines bHLH-O de

XHRT1 en appât et XHairy2b sous la forme proie pouvait survivre également sur milieu

carencé en adénine. Il est à noter que de manière générale les levures exprimant les protéines

complètes en appât et en proie poussent plus difficilement que celles contenant les protéines

tronquées. Lorsque XHairy2b, exprimé comme appât, est mise en présence du XHRT1 en

fusion avec le domaine Gal4 AD, ces deux chimères permettent à leur hôte de croître

uniquement sur milieu carencé en histidine.

Cette expérience indique que l’interaction entre XHRT1 et XHairy2b mettrait en jeu les

domaines bHLH et Orange de la protéine appât.

Dans le cadre d’une collaboration sur le sujet de nos recherches, le laboratoire

d’Embryologie Moléculaire d’Eric Bellefroid a confirmé nos résultats concernant les

interactions entre ces facteurs bHLH-O. Par des tests de co-immunoprécipitation utilisant les

protéines complètes, Vincent Taelman a démontré que XHRT1 peut dimériser avec XHairy1,

XHairy2b et avec lui-même (Figure 34). De plus, en échangeant différents domaines de

XHRT1 et ESR9, il a montré que les domaines de XHRT1 ont des affinités différentes pour

XHairy1 et Xhairy2b (Figure 35). Les domaines bHLH-Orange de XHRT1 sont importants

pour la formation du dimère avec Xhairy2b. La région C-terminale de XHRT1 semble

Résultats et Discussion

intervenir dans la formation du dimère avec XHairy1. Nos résultats obtenus en utilisant le

système double-hybride de levure concordent avec ces données (Taelman et al., 2004).

De plus, des études réalisées avec une nouvelle protéine de type bHLH-O, Helt, ont

récemment suggéré que le choix du partenaire ferait intervenir en partie le domaine Orange et

en partie le domaine Intermédiaire (Nakatani et al., 2004). Lors d’immunoprécipitations entre

deux protéines Helt étiquetées au Flag ou au HA, la protéine Helt totale ou délétée de son

domaine bHLH est capable d’interagir avec une autre protéine Helt également amputée de son

domaine bHLH. Tandis qu’en l’absence du domaine Orange aucune interaction n’a été

observée. Par contre, les mutants délétés du domaine bHLH ou du domaine Orange ainsi que

les protéines possédant le domaine Orange seul peuvent interagir avec Helt complète.

L’homodimérisation de Helt fait donc intervenir les mêmes domaines que ceux impliqués

dans l’interaction XHRT1-XHairy1.

Nos résultats concernant l’interaction XHRT1-XHairy2b sont en accord avec ceux

rapportés dans la littérature. Notamment, dans le système double-hybride en levure avec les

protéines homologues chez le poulet, il a été montré que la présence du domaine Orange de

HRT1 favorise son homodimérisation ainsi que son interaction avec Hairy2b (Leimeister et

al., 2000). Chez la drosophile, des expériences de trangenèse où il y a eu échange de

domaines protéiques entre E(Spl)8 et Hairy ont montré l’importance du domaine Orange de

Hairy dans sa spécificité d’action (Dawson et al., 1995). En utilisant la

co-immunoprécipitation, Nakatani et al. ont montré que la formation du dimère Helt-HES5

requiert le domaine Orange de Helt tandis que l’interaction Helt-HRT2 est encore observée

même si ce domaine est absent (Nakatani et al., 2004).

Nos résultats concordent donc avec ceux déjà publiés en ce qui concerne les interactions

Hairy-HRT1 et l’implication du domaine Orange ou du domaine intermédiaire dans la

spécificité du choix du partenaire.