pRb et Rbf1 régulent la prolifération cellulaire

a) Rôle de pRb dans la transition G1/S : mécanisme moléculaire

La fonction la mieux décrite de pRb est son rôle d’inhibiteur de la prolifération cellulaire. Les mécanismes moléculaires sous-jacents à cette fonction sont bien décrits (Figure 59). Dans les cellules quiescentes, et au début de la phase G1 du cycle cellulaire, pRb et les facteurs E2Fs forment des complexes répresseurs qui empêchent la transcription des gènes requis pour l’entrée en phase S. Cette répression est levée à la transition G1/S du cycle cellulaire du fait de l’action combinée des différents couples cycline/cdk. En effet, au cours de la phase G1 du cycle cellulaire, en réponse à des signaux mitogènes, la cycline D s’accumule. Cette cycline s’associe avec les kinases cdk4/6 pour former un complexe capable de phosphoryler pRb (Harbour et al., 1999). Cette phosphorylation initiale conduit à la dissociation du complexe pRb/E2F1. E2F1 peut alors transactiver le promoteur de la cycline E (Ohtsubo et al., 1995). A la fin de la phase G1, la cycline E qui s’est accumulée forme un complexe avec cdk2. Les complexes cdk2/cycline E phosphorylent des sites additionnels de pRb ce qui permet de bloquer complètement l’interaction entre pRb et E2F1 (Harbour et al., 1999). E2F1 peut alors activer la transcription d’un grand nombre de gènes codant pour des facteurs nécessaires à l’entrée en phase S.

Ainsi, au cours du cycle cellulaire, quand les cellules progressent de la phase G1 à la phase S, la phosphorylation séquentielle de pRb par les différents complexes cycline/cdk permet la libération de E2F1 et l’activation des gènes requis pour l’entrée en phase S (Classon and Harlow, 2002; Longworth and Dyson, 2010; Sherr, 2000). La protéine pRb reste sous sa forme hyperphosphorylée jusqu’à la mitose où elle sera déphosphorylée par l’enzyme PP1 (Protein phosphatase 1) pour permettre l’entrée dans la phase G1 suivante (Kolupaeva and Janssens, 2012).

b) Rôle de Rbf1 dans le contrôle de la prolifération cellulaire

La capacité de membres des familles Rb/E2F de contrôler la prolifération cellulaire est conservée chez la drosophile. En effet, la perte de fonction de de2f1 réduit sévèrement la réplication de l’ADN et la prolifération

70 cellulaire au stade embryonnaire (Duronio et al., 1995; Royzman et al., 1997). De même, les clones cellulaires mutants pour de2f1 échouent à proliférer (Brook et al., 1996; Neufeld et al., 1998). Ces données indiquent que dE2F1 est essentiel pour la prolifération cellulaire normale in vivo. De façon cohérente avec ces données dE2F1 régule positivement l’expression de gènes nécessaires à la progression dans le cycle cellulaire (Duronio et al., 1995; Neufeld et al., 1998; Ohtani and Nevins, 1994). A l’inverse, l’expression ectopique de de2f1 et ddp dans les cellules post-mitotiques au sein du disque imaginal d’œil induit une entrée anormale des cellules en phase S. Ces phases S ectopiques sont supprimées dans le cas de la co-expression de rbf1 avec de2f1/ddp (Du et al., 1996a) ce qui suggère un rôle d’inhibiteur de la prolifération pour Rbf1.

La capacité de Rbf1 d’inhiber la prolifération cellulaire a été confirmée par d’autres études. En effet, les cellules épidermales de l’embryon de drosophile s’arrêtent normalement en G1 à l’issue du 16ème cycle de division mitotique. Toutefois, les embryons dépourvus de rbf1 échouent à maintenir cet arrêt en G1 (Du and Dyson 1999). Par conséquent, Rbf1 est requis pour une sortie correcte du cycle cellulaire au cours du développement embryonnaire. Au sein des disques imaginaux d’œil, il existe une redondance fonctionnelle entre rbf1 et dacapo concernant l’arrêt de prolifération des photorécepteurs. Le gène dacapo code pour un inhibiteur des complexes cycline/cdk, c’est l’homologue de drosophile des protéines p21/p27 de mammifères. Ni la perte de fonction de rbf1, ni celle de dacapo n’altère la sortie du cycle cellulaire des photorécepteurs au cours du développement du disque imaginal d’œil. Par contre, suite à la perte de fonction conjointe de ces deux gènes, les photorécepteurs sont incapables d’arrêter de proliférer (Firth and Baker, 2005). Bien que la protéine Rbf1 soit un régulateur important du cycle cellulaire, elle agit dans certains contextes développementaux de façon redondante avec Dacapo pour empêcher la prolifération des cellules différenciées ou en cours de différenciation (Buttitta et al., 2007; Firth and Baker, 2005).

Comme pRb, l’activité de Rbf1 vis-à-vis du cycle cellulaire est contrôlée par phosphorylation. Rbf1 possède 7 sites de phosphorylations qui sont des cibles potentiels pour les complexes cycline D/Cdk4,6 et cycline E/cdc2 (Du et al., 1996a; Xin et al., 2002). Des expériences génétiques indiquent que la cycline E peut inhiber l’activité de Rbf1 (Du et al., 1996a). Par ailleurs, il a été mis en évidence dans des cellules de drosophile en culture que les complexes cycline D/Cdk4,6 et cycline E/cdc2 inhibent l’activité de Rbf1 ce qui permet de restaurer la transactivation par dE2F1 (Xin et al., 2002). Il est intéressant de noter que la phosphorylation de Rbf1, par ces complexes, inhibe son pouvoir répresseur vis-à-vis de dE2F1, par contre, cela n’inhibe pas sa capacité à coopérer avec dE2F2, notamment pour la répression transcriptionnelle des gènes de différenciation (Frolov et al., 2003). En outre, au sein du complexe dREAM, Rbf1 peut être présent sous une forme hyperphosphorylé (Lewis et al., 2004).

71 c) Rôle de pRb dans la prolifération cellulaire : explication de son rôle de suppresseur de

tumeurs ?

De façon simpliste, on considère souvent que l’inhibition du cycle cellulaire par pRb explique, à elle seule, la fonction de suppresseur de tumeurs de cette protéine. Comme pRb, les protéines p107 et p130 inhibent le cycle cellulaire en réprimant la transcription dépendante des facteurs E2Fs, mais seul rb est fréquemment retrouvé muté dans les cancers (Knudsen and Knudsen, 2008). Ceci suggère que certaines cellules cancéreuses conservent la capacité d’inhiber les gènes cibles des facteurs E2Fs requis pour la progression dans le cycle cellulaire. Ces données laissent penser que la régulation négative du cycle cellulaire n’est pas le seul moyen pour pRb d’agir comme suppresseur de tumeur.