Séquestration du facteur d’épissage MBNL1 dans les foc

Le gène humain MBNL1 (Muscleblind-like 1) tient son nom de son orthologue chez la Drosophile, Muscleblind (Mbl), dont la mutation cause des phénotypes dans les yeux et les muscles somatiques (Begemann et al., 1997; Artero et al., 1998). Dans un premier temps, MBNL1 a été identifié in vitro comme interagissant avec les répétitions CUG double-brin (Miller et al., 2000). Puis, MBNL1 a été retrouvé séquestré dans les foci des noyaux des patients DM1 et DM2, ce qui conduit à sa perte de fonction (Figure 11) (Mankodi et al., 2001; Fardaei et al., 2002). MBNL1 n’est pas le seul facteur de sa famille à être séquestré dans les foci puisque ses paralogues MBNL 2 et 3 le sont également (Miller et al., 2000; Fardaei et al., 2002; Mankodi et al., 2003). L’implication de ces derniers dans l’effet trans-dominant sur l’épissage n’est pas très connue car très peu étudiée étant donné leurs profils d’expression respectifs.

En effet, dans les tissus humains, MBNL1 est exprimé fortement dans le cœur, les muscles squelettiques et les lymphoblastes ainsi que dans une moindre mesure dans le cerveau, le placenta, les poumons, le foie, les reins et le pancréas (Miller et al., 2000; Fardaei et al., 2002). Chez la souris, il a été montré que Mbnl1 est exprimé dans le cœur, les muscles squelettiques et les yeux mais pas dans le cerveau (Miller et al., 2000). MBNL2 est un facteur d’épissage ubiquitaire qui s’exprime de manière constante dans les différents tissus alors que MBNL3 est plus spécifique du placenta et est détecté faiblement dans le pancréas, les reins, le foie et le cœur (Figure 12).

MBNL1 est sujet à l’épissage alternatif, mais il a été montré que toutes ses isoformes sont séquestrées dans la DM1, grâce à ses exons E3 et E7 présents dans chacune d’elles (Tran et al., 2011).

La structure de la protéine MBNL1 a été décortiquée et a permis de mettre en évidence que les exons E5 et E6 contiennent les segments qui régulent la rétention nucléaire de MBNL1 (Tran et al., 2011). L’exon E3 code pour une région qui module l’épissage alternatif de hcTNT et hIR alors que l’exon E6 est nécessaire à la régulation de son propre épissage alternatif. Enfin, l’exon E7 contribue à la dimérisation de MBNL1. MBNL1 reconnaît les motifs YGCY des régions introniques précédant l’exon à exclure (Goers et al., 2010).

MBNL1 joue un rôle essentiel dans la pathogénèse de la maladie : il interagit avec de nombreux facteurs et peut influencer leur présence au niveau des foci. En effet, autant dans les lignées cellulaires DM1, MBNL1 est présent à 80% au niveau des foci, autant ses interacteurs ne le sont qu’à moins de 10% (Paul et al., 2011). Il a été montré par exemple que hnRNP H seul ne colocalise pas avec les foci dans les fibroblastes DM1 à moins que MBNL1 ou MBNL2 ne soient apportés (Paul et al., 2006). Les interacteurs ARN-indépendants de MBNL1 sont hnRNP H, H2, H3, F, A2/B1, K et L ainsi que 3 hélicases d’ARN DDX5, DDX17, DHX9 (Paul et al., 2011). Une étude récente confirme que DDX5 et DDX17 endogènes colocalisent avec les

Figure 13. Représentation schématique des gènes subissant une transition post-natale pendant le développement cardiaque

En vert sont représentés les gènes dont l’épissage de transition du transcrit est régulé par CUGBP1. En bleu sont représentés les gènes dont l’épissage de transition du transcrit est régulé par MBNL1. En rouge, les gènes dont les transcrits sont régulés à la fois par CUGBP1 et MBNL1 et enfin en jaune ceux dont la transition est indépendante de CUGBP1 ou MBNL1. L'astérisque violette indique les gènes dont la dérégulation de l’épissage alternatif est connue chez les patients DM1.

d’après Kalsotra et al., 2008

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Table 5. Ensemble des gènes connus dont l'épissage alternatif est altéré chez les patients DM1

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AKAP13 E16 Yamashita et al., 2012 MTMR1 -E2.1 -E2.2 Buj Bello et al., 2002

APP -E7 Jiang et al., 2004 MXRA7 E4 Yamashita et al., 2012

ATP5G2 E1 Yamashita et al., 2012 MYBPC1 E23 Yamashita et al., 2012

BIN1 -E11 Fugier et al., 2011 MYBPC1 E31 Yamashita et al., 2012

CACNAS -E19 Tang et al., 2013 MYH14 -E6 Rinaldi et al., 2011

CAPN3 -E16 Lin et al., 2006 MYOM1 +E17A Koebis et al., 2011

CLCN1 +I2 Charlet et al., 2002 NCOR2 E10 Yamashita et al., 2012

CLCN1 +E6b +E7a Charlet et al., 2002; Kino et al., 2009 NDUFV3 E3 Yamashita et al., 2012

DMD -E71 Nakamori et al., 2007 NEB E116 Yamashita et al., 2012

DMD -E78 Nakamori et al., 2007 NEDD4L E13 Yamashita et al., 2012

DTNA +E11A +E12 Nakamori et al., 2008 NEDD4L E14 Yamashita et al., 2012

FGD6 E2 Yamashita et al., 2012 NEXN E2 Yamashita et al., 2012

FHOD1 -E11A Lin et al., 2006 NFIX E7 Yamashita et al., 2012

FN1 +E33 Ohsawa et al., 2011 NMDAR1 +E5 Jiang et al., 2004

GFAT1 -E10 Lin et al., 2006 NR4A1 E4 Yamashita et al., 2012

ILF3 E18 Yamashita et al., 2012 PDLIM3 +E5A -E5B Lin et al., 2006; Mankodi et al., 2006

INSR -E11 Savkur et al., 2001 PPHLN1 E7 Yamashita et al., 2012

KCNAB1 +E2C Mankodi et al., 2005 RYR1 +E70 Kimura et al., 2005

LDB3 E4 Yamashita et al., 2012 SERCA1 -E22 Lin et al., 2006; Kimura et al., 2005

LDB3 E7 Yamashita et al., 2012 SERCA2 +I19+E29 Arimura et al., 2009

LDB3 +E11 Lin et al., 2006 SOS1 E21 Yamashita et al., 2012

MAP4K4 E17 Yamashita et al., 2012 TAU -E2 -E10 Sergeant et al., 2001; Jiang et al., 2004

MBNL1 E6 Yamashita et al., 2012 TBC1D15 E7 Yamashita et al., 2012

MBNL1 E10 Yamashita et al., 2012 TNNT2 +E5 Philips et al., 1998

MBNL1 +E7 Lin et al., 2006 TNNT3 +FETAL EXON Vihola et al., 2010

MBNL2 E8 Yamashita et al., 2012 TTN E45 Yamashita et al., 2012

MBNL2 +E7 Lin et al., 2006 TTN +Zr4 +Zr5 Lin et al., 2006

MEF2C -E4 -E5 Bachinski et al., 2010 TTN -MEX5 Lin et al., 2006

répétitions CUG dans les cultures cellulaires HeLa transfectées avec 200 ou 960 répétitions CTG (Laurent et al., 2012).

La souris invalidée pour Mbnl1 (Mbnl1!E3/!E3) reproduit les caractéristiques phénotypiques du modèle murin de la DM1 (HSALR_{) ainsi que des patients (myotonie liée à une} diminution de l’expression protéique de Clcn1 dans le muscle, cataracte, noyaux centralisés, fibres qui fourchent et un défaut d’épissage de Tnnt2 et Tnnt3) ce qui démontre le rôle important de la titration de MBNL1 par les répétitions (Kanadia et al., 2003). D’ailleurs, 80% des défauts d’épissage observés dans un modèle de souris DM1 ont été reproduits dans les souris ne possédant pas de protéine Mbnl1 fonctionnelle (Du et al., 2010). Par opposition, la surexpression de MBNL1 dans les souris DM1 (HSALR) réduit considérablement la myotonie et les défauts d’épissage (Kanadia et al., 2006). Enfin, la dégénération des muscles et de l’œil de la Drosophile est atténuée par la surexpression de MBNL1 humain (de Haro et al., 2006).

Les différentes souris Mbnl2-/- (Mbnl2GT4/GT4, Mbnl2GT2/GT2, Mbnl2!E2/!E2) ne présentent pas d’effet significatif sur l’épissage de Clcn1, Zasp, Serca1, Tnnt3, Tnnt2, Sorbs1 et M-titin (Lin et al., 2006; Hao et al., 2008; Charizanis et al., 2012) suggérant que Mbnl1 et Mbnl2 fonctionnent de manière interchangeable pour une gamme large de cibles d’épissage dans le modèle murin (Wang et al., 2012).