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Université libre de Bruxelles Institutional Repository Thèse de doctorat/ PhD Thesis Citation APA:
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UNIVERSITE LIBRE DE BRUXELLES
Faculté des Sciences
Institut de Biologie et de Médecine Moléculaires
Laboratoire de Biologie Moléculaire du Gène Directeur de thèse : Dr V. Kruys
Contribution à l’étude de la fonction de la protéine TIAR dans l’embryogenèse et la
réponse innée
Thèse présentée en vue de l’obtention du grade légal de Docteur en Sciences
Yacine KHARRAZ Année académique 2009-2010 r
Université Libre de Bruxelles K
Remerciements
Je voudrais tout d’abord remercier le Professeur Georges Huez de m'avoir accueilli au sein de son laboratoire, de m'avoir prodigué de nombreux conseils et surtout de ne pas m'avoir lancé sa chaussure à la figure le jour où il s'est rendu compte que je n 'hybridais pas mes membranes de Southern blot au bon pH.
Je remercie particulièrement le Professeur Véronique Kruys. C 'est assez simple, sans elle, je ne serais jamais parvenu au bout de cette thèse. La liste de ce qu’elle aura fait pour moi est trop longue à énoncer. Merci donc de m'avoir porté jusqu 'au bout, envers et contre tout.
Je tiens à remercier Cyril Gueydan pour m'avoir fait découvrir le métier de chercheur. Merci aussi de ne pas m'avoir abandonné en haut du mont Canigou. Sans toi, je serais mort en pleurant
« Maman ! ».
Je voudrais aussi remercier Dominique Morello et son laboratoire pour m’avoir formé à la transgenèse par addition et m'avoir sorti de la mouise à de nombreuses reprises.
Je remercie tous les membres du laboratoire : Flo qui m’a appris à couper les gels d’agarose sans prendre de coup de soleil. Coco et les multiples trésors que l’on trouve dans ses tiroirs quand on est un grand bordélique comme moi, Romu, l’homme qui hybridait plus vite que son ombre. Merci à vous d’avoir fait avancer ma thèse bien plus vite que si j’avais été seul.
Enfin, tout ceux qui étaient ou sont encore là : Frothe, Nathalie, Tong, Sido, Isa, Aurélien, Nico, Mai, Laure et tous les autres. Merci d’avoir égayé mes journées au laboratoire.
Bien entendu Miche (et comment remercier Miche sans sa tendre moitié, Philippe ?) pour les moments cinéma inoubliables que j'ai passé en sa présence.
Merci à Maryline pour son sourire, sa gentillesse, son efficacité sans faille quand il s'agit de régler des problèmes administratifs et accessoirement pour son café (un peu plus fort le café stp) Merci aussi aux nombreux doctorants, docteurs ou technicien du département qui ont eu la gentillesse de m'accorder un peu de leur précieux temps: Hakim, Fouad, Sébastien, Fred et tant d’autres.
Un grand merci à Fred et à Jérome. On aura quand même beaucoup rit entre deux bouffées de nicotine!
Puis viennent les amis et ils sont nombreux. Merci donc à vous de m'avoir soutenu dans les moments les plus durs.
Merci à Eileen pour son soutien: ses encouragements mais aussi ses claques dans la gueule quandje les méritais.
Merci à la famille, d’abord nucléaire : mon père et ma mère qui, même dépassés parfois par les évènements, n 'ont jamais faibli dans leur soutien. Mon frère aussi qui est probablement le seul profane en Biologie Moléculaire à vraiment avoir essayé de comprendre ce que je fais. Puis la
Enfin, merci à tout ceux que j’ai sûrement oublié.
Merci !
Table des matières
Abréviations... 14
I) Introduction... 16
1) Métabolisme des ARNm... 18
1.1) Synthèse, maturation et transport des ARNm... 18
1.2) Traduction des ARNm... 20
1.3) Stabilité et dégradation des ARNm... 22
2) Contrôles post-transcriptionnels...24
2.1 ) Les centres de contrôle de la traduction et de la stabilité des ARNm... 24
2.1.1 Les P bodies... 24
2.1.2 Les granules de stress... 24
2.2) Région 3’ non traduite et éléments régulateurs en cis et en trans des ARNm...28
2.2.1 Généralités... 28
2.2.2 ARE et régulation des ARNm... 30
a) Généralités...30
b) Classification des séquences AU-riches (Pour revue: Barreau et al., 2006)... 30
2.2.3 Les ARE Binding Proteins... 32
a) Régulations des ARE-BPs... 36
3) La réponse inflammatoire et les régulations post-transcriptionnelles... 40
3.1) Généralités... 40
3.2) La voie de signalisation p38 MAP kinase... 40
3.2.1 Stabilisation des transcrits de cytokines par la voie p38 MAP kinase... 42
3.2.2 Voie de signalisation de la MAPK p38 et régulation de la stabilité et de la traduction de l’ARNm du TNFa...44
a) Généralités...44
b) Effet de la Mapkapk-2 (MK2) sur la stabilité et la traduction de l’ARNm du TNFa...44
c) Les ARE-BPs cibles de MK2... 46
3.2.3 MKP-let la régulation de la voie de signalisation de la MAP kinase p38...48
a) Généralités... 48
c) Régulation de l’expression de MKP-1 ... 50
4) Les protéines TIAR et TIA-1... 54
4.1 ) Structure et profil d’expression des protéines TIAR et TIA-1... 54
4.1.1 Similarité des séquences... 54
4.1.2 Les domaines RRM... 54
4.1.3 Le domaine C-terminal...56
4.1.4 Spécificités de liaison des domaines RRM de TIAR et TIA-1...58
4.1.5 TIAR et TIA-1 : existence de deux isoformes... 60
4.1.6 Profil d’expression de TIAR et de Tl A-1 (Becketal., 1996)... 60
4.2.1 Découverte de TIAR et TlA-1... 62
a) Rôle de la protéine TIA-1 dans les lymphocytes T cytotoxiques... 62
b) Identification de tiar... 62
4.2.2 Fonction nucléaire: Rôle des protéines TIAR et TlA-1 dans l’épissage de transcrits primaires 62 4.2.3 Fonction cytoplasmique... 66
a) Rôle de TIAR et de TIA-1 dans les granules de stress... 68
b) Rôle de TIAR dans la régulation post-transcriptionnelle des ARNm porteurs de séquences ARE...68
c) Interaction de TIAR avec l’ARE de F ARNm du TNF-a et rôle dans sa régulation post- transcriptionnelle ...72
d) Invalidation du gène tia-1...72
e) Invalidation du gène tiar...74
II) But du Travail... 76
III) Résultats...80
1) Etude de la fonction de la protéine TIAR dans la réponse au LPS des macrophages RAW 264.7... ... ... 82
1.1) Elaboration de lignées de macrophages RAW 264.7 surexprimant de manière stable la protéine TIAR et différents mutants...82
1.2) Analyse globale des effets de la protéine TIAR sur l’expression des gènes par l’approche des
puces à ADN... 86
1.2.1 Analyse du transcriptome de cellules RAW 264.7 exprimant la protéine TIAR-Flag.... 88
1.2.2 Analyse du transcriptome de cellules RAW 264.7 exprimant la protéine TIAR dépourvue de son deuxième RRM... 90
1.2.3 Identification des ARNm immunoprécipités avec la protéine TIAR...92
a) Identification des ARNm dont la liaison à TIAR est induite par le LPS... 96
b) Analyse de la liaison de TIAR à des ARNm porteurs d’ARE... 96
c) Identification des processus biologiques associés aux ARNm immunoprécipités avec la protéine TIAR-Flag... 98
1.3) Etude de la régulation de l’expression du TNF-a et de MKP-1 par la protéine TIAR... 102
1.3.1 TIAR régule la synthèse de TNF-a... 104
a) L’ARNm du TNF-a est un ligand de la protéine TIAR dans des cellules RAW 264.7 stimulées au LPS...104
a) Les cellules RAW 264.7 surexprimant la protéine TIAR produisent moins de TNF-a en réponse au LPS... 106
1.3.2 TIAR régule la synthèse de la phosphatase MKP-1...108
a) L’ARNm de MKP-1 est un ligand de TIAR dans des cellules RAW 264.7 stimulées au LPS 108 b) TIAR régule la synthèse de MKP-1 en réponse au LPS et l’état de phosphorylation de la MAPK p38...108
2) Etude de la fonction de la protéine TIAR dans la réponse immune innée in vivo...112
2.1 ) Génération des souris transgéniques... 112
2.2) Génération de souris exprimant la protéine TIAR dans la lignée myéloïde... 118
3) Etude de la fonction de la protéine TIAR au cours du développement embryonnaire... 122
3.1) Développement embryonnaire anormal chez les individus issus du croisement de souris transgéniques GFP-TIAR avec des souris transgéniques Pgk-Cre... ... 122
3.2) Dégénérescence post-implantatoire des embryons issus du croisement entre la lignée Pgk-Cre et la lignée GFP-TIAR...126
3.3) Sensibilité importante des blastocystes PGK-Cre x GFP-TIAR aux conditions de culture in vitro 128 IV) Discussion et perspectives... 132
1) Etude de la fonction de la protéine TIAR au cours de la réponse immune innée dans la lignée
cellulaire RAW 264.7... 134
1.1) Analyse des transcriptomes de cellules RAW 264.7 surexprimant TIAR-Flag ou T1ARARRM2... 134
1.2) Analyse par la méthode RlP-Chip des ARNm immunoprécipités par TIAR... 138
1.3) Etude de la liaison de la protéine TIAR aux ARNm du TNF-a et de MKP-1... 142
1.4) Etude de l’effet d’une surexpression de la protéine TIAR sur la synthèse de TNF-a... 144
1.5) Etude de l’effet d’une surexpression de la protéine TIAR sur la synthèse de MKP-1... 146
1.6) Accumulation atténuée des ARNm de MKP-1 et du TNF-a: contribution d’un effet transcriptionnel?...148
1.7) Fonction de TIAR dans la régulation de la voie de signalisation induite par le LPS... 150
1.8) Conclusion : la protéine TIAR et le contrôle de la réponse immune...154
2) Etude de la fonction de la protéine TIAR in vivo...154
2.1) Profil d’expression du transgènepBap-GFPlox-TlARflag 3 ’... 154
2.2) Génération de souris surexprimant la protéine TIAR dans les cellules de la lignée hématopoïétique...156
2.3) Génération de souris surexprimant la protéine TIAR-Flag à un stade précoce du développement embryonnaire...158
3) Conclusion générale...164
V) Annexes...168
1) Matériel et Méthodes... 170
2) Bibliographie...186
3) Biopuces... 210
3.1) Liste des gènes dont l’expression est modulée par une surexpression de TIAR-Flag dans les cellules RAW 264.7 stimulées ou non par LPS...210
a) Gènes dont l’expression est modulée en absence de stimulation... 210
b) Gènes dont l’expression est modulée après stimulation des cellules par le LPS (lOOng/ml, 2h) 236 3.2) Liste des gènes dont l’expression est modulée par une surexpression de TIARARRM2 dans les cellules RAW 264.7 stimulées ou non par le LPS...246
a) Gènes dont l’expression est modulée en absence de stimulation... 246 b) Gènes dont l’expression est modulée après stimulation des cellules par le LPS (lOOng/ml, 2h)
252
3.3) Liste des gènes dont l’ARNm est immunoprécipité avec la protéine TIAR-Flag dans les cellules RAW 264.7 stimulées ou non par le LPS...266
a) Gènes dont l’ARNoi est immunoprécipité avec la protéine TIAR-Flag dans les cellules RAW 264.7 en absence de stimulation...266 b) Gènes dont l’ARNm est immunoprécipité avec la protéine TIAR-Flag après stimulation des cellules par le LPS (lOOng/ml, 2h)... 280 4) Figures supplémentaires... 318 5) Publication en cours de rédaction relative à ce travail... 322
Abréviations
ADNc: acide désoxyribonucléique complémentaire ARE: AU-Rich Elément
ARE-BP: ARE-Binding Protein ARNm: acide ribonucléique messager Dusp: Dual-specifïcity protein phosphatase elF: eukaryotic Initiation Factor
ERK: Extracellular-signal-Regulated Kinase
GM-CSF: Granulocyte-Macrophage Colony-Stimulating Factor GFP: Green Fluorescent Protein
hnRNP: heterogeneous ribonucleoprotein IL: Interleukine
IP: immunoprécipitation JNK: Jun N-terminal kinase
KSRP: KH Splicing Regulatory Protein LPS: lipopolysaccharide
MAPK: Mitogen Activated Protein Kinase MK2: Mapkapk-2
MKP-1 : MAP kinase phosphatases-1 mRNP: messenger ribonucleoprotein N PC : Nuclear Pore Complex PB: p-bodie
PCR: Polymerase Chain Reaction
RIP: RNA-binding protein Immunoprécipitation RNA-BP: RNA-Binding Protein
RRM: RNA Récognition Motif
RT-PCR: Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction siRNA: small interfering RNA
SG; Stress Granule
TIA-1: T-Inducing Apoptosis-1 T1AR:TIA-1 Related
TNF-a: Tumor Necrosis Factor-a TTP: Tristetraprolin protein UTR: untranslated région
1) Métabolisme des ARN ni
Chez les organismes eucaryotes, l’expression des gènes est régulée tant au niveau transcriptionnel qu’au niveau post-transcriptionnel. Ce dernier type de régulation a trait au sort qui sera fait à l’ARNm, élément clé dans la transmission de l’information entre le génome et le protéome. La vie des ARNm est influencée par un grand nombre de mécanismes régulateurs. Ceux-ci s’exercent dès la synthèse de l’ARN et jalonnent son parcours depuis son transfert du noyau vers le cytoplasme jusqu’à sa traduction en protéine pour ne se terminer qu’une fois l’ARNm détruit.
1.1) Synthèse, maturation et transport des ARNm
Dès la transcription, l’ARNm est pris en charge par toute une série de facteurs. Le complexe ainsi formé, constitué à la fois de protéines, de l’ARNm lui-même et éventuellement de petits ARNs non codant est appelé mRNP (messenger ribonucleoprotein particle). C’est cette composition unique de facteurs qui déterminera le destin de l’ARNm. Ce complexe est une structure dynamique: certains composants pourront s’en détacher au cours d’étapes particulières de la vie du messager tandis que d’autres y resteront associés de manière stable. C’est cet aspect dynamique qui permet à tout moment à la cellule de modifier le sort réservé à un ARNm et par conséquent sa production de protéines.
Les premiers évènements de maturation du pré-ARNm sont l’ajout à son extrémité 5’ d’une structure appelée coiffe, l’élimination de ses introns via l’épissage éventuellement alternatif et la polymérisation d’une queue poly(A) à son extrémité 3’. Ces modifications sont nécessaires afin de permettre le transport et la traduction de l’ARNm et d’éviter sa dégradation (Sachs et al., 1997). Le recrutement des premiers facteurs sur les ARNm s’opère co-transcriptionnellement.
C’est, par exemple, le cas de l’EJC (exon junction complex) associé à l’ARNm par le processus d’épissage et qui l’accompagnera jusque dans le cytoplasme. Ce complexe facilite généralement la traduction de l’ARNm mais il peut aussi promouvoir sa dégradation si celui-ci contient un codon non sens (Tange et al., 2004). Nombre de ces facteurs recrutés co-transcriptionnellement sont des protéines adaptatrices qui adressent le mRNP au pore nucléaire - ou NPC (Nuclear pore complex) - et qui, pour la plupart, s’en dissocient dès que l’ARN a transité vers le cytoplasme
Nature Reviews | Neuroscience Figure 1; Représentation schématique de l’initiation de la traduction. Le facteur eiF4E se lie à la coiffe de l’ARNm et y forme le complexe eIF4F avec le facteur eIF4G. La protéine eIF4G interagit avec la PABPc (cytoplasmic poly(A)- binding protein) pour circulariser l’ARNm et faciliter sa traduction. eIF4G se lie aussi à la protéine eIF3 permettant ainsi le recrutement à l’ARNm de la sous-unité 40S présente au sein du complexe de pré-initiation 43S composé de la sous-unité 40S du ribosome, d’eIF3, du complexe ternaire eIF2-GTP-Met-tRNA et des facteurs elFl et elFlA.
(Klann et al., Nat. Rev. Neurosci. 2004)
(Rodriguez et al., 2004). Enfin, certaines protéines de liaison à la queue poly(A) (PABPn pour nuclear poly(A) binding protein) sont capables d’interagir, soit avec des protéines adaptatrices, soit directement avec des composants du NPC (Mangus et al., 2003).
1.2) Traduction des ARNm
Le passage du NPC est la première étape dans la vie de l’ARNm induisant un changement important dans la composition du mRNP. Une fois dans le cytoplasme, certains ARNm sont directement engagés dans le processus de traduction tandis que d’autres sont stockés dans un état de silence traductionnel ou encore transportés vers certaines localisations subcellulaires spécifiques le long du cytosquelette (Moore, 2005).
La traduction est initiée par la liaison du facteur traductionnel elF4E (eukaryotic initiation factor 4E) à la coiffe de l’ARNm pour y former le complexe eIF4F avec le facteur eIF4G ainsi qu’avec l’hélicase eIF4A (Figure 1). eIF4G est une protéine capable de lier eIF3 et ainsi de recruter la sous-unité 40S du ribosome. Cet assemblage forme le complexe de pré-initiation 43S qui va permettre de scanner l’ARNm jusqu’au codon d’initiation AUG. L’assemblage du complexe elF4F est donc indispensable à l’initiation de la traduction et la liaison entre eIF4G et eIF4E est très fortement régulée par une famille de protéines appelées 4E-binding protein (4E-BPs) (Sachs étal, 1997).
La reconnaissance du codon d’initiation de la traduction nécessite les facteurs elFl, elFlA et le complexe ternaire eIF2-GTP-Met-tRNA composé de trois sous-unités: a, P et y. Ce complexe charge rARNt"^®* sur la petite unité du ribosome et permet d’initier la synthèse protéique. Une fois un codon stop rencontré par le ribosome, celui-ci se dissocie en ses sous-unités et reprend le processus depuis le début.
Durant la traduction, un réseau simultané d’interactions entre la coiffe, eIF4G, eIF4E, la queue poly(A) ainsi que la PABPc permet de circulariser l’ARNm. Ce phénomène facilite le contrôle traductionnel de l’ARN par les éléments régulateurs présents au niveau de la région 3’ non
m7gppp> .AAAAAA
iDeadenylation
m^Gppp. 'oligo
3'—►$
Dégradation
Decapping and -► 3' Decay
m7gppp oligo
Figure 2: Représentation schématique des mécanismes de dégradation de l’ARNm chez les eucaryotes. Le complexe CCR4-Not produit un ARNm déadénylé qui devient accessible aux nucléases. Celui-ci est soit dégradé de 3’ en 5’
par l’exosome soit sa coiffe est clivée par les protéines DCPl et DCP2 avant qu’il ne soit dégradé de 5’ en 3’ par l’exonucléase XRNl (Parker et al., Mol. Cell. 2007).
traduite, promeut une réinitiation efficace du ribosome et protège les deux extrémités de TARN de sa dégradation par des exonucléases (Mangus et al., 2003).
1.3) Stabilité et dégradation des ARNm
La stabilité d’un ARNm détermine sa durée de vie et par conséquent le temps qu’il restera disponible pour la cellule. 11 existe deux grands mécanismes de dégradation des ARNm faisant intervenir des exonucléases (Figure 2). Le premier implique le complexe Ccr4-Not qui déadényle l’ARNm à son extrémité 3’ (Parker et al.. Mol. 2007). La déadénylation de l’ARNm conduit à l’arrêt de sa traduction et rend l’ARN accessible aux exonucléases. La coiffe est alors clivée par un complexe contenant les enzymes de décoifïage DCPl et DCP2 (decapping protein) ainsi que d’autres facteurs (Coller et al., 2004) et l’ARNm est dégradé de 5’ en 3’ par l’exonucléase XRNl.
L’autre mécanisme de dégradation des ARNm fait intervenir un complexe composé de 9 protéines et nommé exosome. Celui-ci dégrade l’ARNm de 3’ en 5’. Selon la composition du mRNP associé à l’ARNm, soit l’exosome sera recruté pour dégradation, soit l’ARNm en sera protégé afin d’être traduit ou stocké en attendant le moment propice à sa traduction. Ces deux types de dégradation peuvent avoir lieu simultanément ou alternativement en fonction de la composition du mRNP mais aussi de l’abondance et de l’activité des exonucléases qui peuvent varier selon le type cellulaire. Il existe aussi des mécanismes de dégradation endonucléolytique et plus particulièrement celui faisant intervenir le complexe RISC (RNA-induced silenced complex) en association avec des siRNA (small interfering RNA) endogènes et qui fonctionne de manière séquence spécifique (Sontheimer et al., 2005 ; Zamore et al., 2005)
Polysome WeroRNA
HighflF)
MicroRNA
MicroRNA
aaa^aaaÇT Vtc 'oRNA
1^» i>Ci
lA^os iwio
Circuler mRNP
LSVW
Pro<*$Mng body
H£DLS
Nitur* Reviewi MoWcuUr C«U Biol«ty
Figure 3: Représentation schématique du modèle du cycle des ARNm. L’ARNm engagé dans les polysomes est circularisé par l’interaction entre la protéine PABPl (PolyA binding protein 1) et le facteur d’initiation de la traduction elF4G. La dissociation des polysomes peut être initiée par la déadénylation du messager (sens de rotation trigonométrique sur le schéma) ou par l’inhibition de la traduction (sens anti-trigonométrique). L’ARNm est alors adressé aux PBs (p-Bodies) pour être dégradé ou aux SGs (Stress Granules). Une fois dans les SGs, l’ARNm sera soit envoyé vers les PBs pour y être dégradé, soit stocké en attendant d’être redirigé vers les polysomes pour un nouveau cycle de traduction. (Anderson et al., Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2009)
2) Contrôles post-transcriptionnels
2.1) Les centres de contrôle de la traduction et de la stabilité des ARNm 2.1.1 Les P bodies
Les PB (Processing bodies) sont des agrégats dynamiques de mRNP associés à la machinerie de répression de la traduction et de dégradation des ARNm. La composition des PB n’a pas encore été complètement déterminée. Néanmoins, on y retrouve l’enzyme de décoiffage composé des protéines Dcpl et Dcp2, l’exonucléase Xml ainsi que le complexe de déadénylation Ccr4-Not (Ingelfmger 2002; Cougot et al., 2004). Les ARNm présents au sein de ces agrégats semblent soumis à un silence traductionnel (Teixeira et al., 2005 ; Kedersha et al., 2005). En outre, les facteurs d’initiation de la traduction et les ribosomes en sont généralement exclus (Teixeira et al., 2005). La présence d’un ARNm dans un PB ne signifie pas nécessairement qu’il est destiné à être dégradé. On a pu constater que certains ARNm rentraient dans les PB sous certaines conditions (certaines conditions de stress ou de croissance) pour retourner dans les polysomes une fois les conditions redevenues normales (Brengues et al., 2005). Ces résultats révèlent l’existence d’un cycle des ARNm entre les PB et les polysomes dont la fonction consisterait à stocker, trier et déterminer s’ils doivent être dégradés afin de contrôler en permanence le mécanisme de traduction (Figure 3).
2.1.2 Les granules de stress
Les granules de stress consistent en des amas d’ARNm et de certaines protéines qui apparaissent lorsque la cellule est soumise à un stress extracellulaire (choc thermique, oxydatif, exposition à une substance toxique, ...). L’apparition de ces granules de stress coïncide avec un arrêt de la traduction des ARNm couramment traduits de la cellule au profit de celle d’ARNm codant pour des protéines de stress, principalement des protéines de choc thermique. Ces structure furent initialement découvertes chez la tomate en condition de stress lié à un choc thermique (Nover et al., 1983) puis dans des cellules animales (Nover et al., 1989). Les SGs sont fortement apparentés au PB. En effet, les SGs se forment aussi en condition de stress (Kedersha et al., 2005) et à partir
60S V, T'.i ■ MiM.-'b-
Translation eIF2 Keilershu et al , 2<X)2 : i>!ai! 2 e.i eIF3 KcdcrNha et al , 2002 K,e..K ! et 4! ;iH‘*
elF4E Kedersha et al.. 2<K>2 Kedersha et ail, 20(t>
4E-T ND Terraiiu>lo et al.. 200.''
PABP Kedersha et al.. 1WO K c' .'iwf '
RCK/CGH-1 V\ ile/\ nska et .ti . 200.“' C 4*ui;»il et al.. 2004 L
TIA-l/R Ketlersha et al.. PMW Sti*eeklin et al . 20<)4
Kedersha et al . 2<M),''*
RNA stability TTP SUreeklm et al.. 2004
HuR/D Gallou/i et ai.. 2000 l npuhlished data*
RNA-binding proteins
Staufen Thomas et al.. 2oo.^ l npuhlished data
SMN Hua and /hou. 2004 ND
G3BP Toumerc et al.. 2003 KeOc: -hj ft .t - Sm/Lsm
proteins
t npijbioi'-ed Ingelfinger et al.. 2<K>2;
s an Di jk et al., 2(K)2
Decapping DCPl/2 Kfvh.î a* Ingelfinger et al . 2002
Exonucleases XRNI Kedersha et al . 2<Mt5 Bashkirov et al , l‘W^
siRNA GW 182 Kediî't a t ! 1- 'oo^ l:\stathit»y et al., 2003 Argonautes l iipublished data
1_______________ ______- . -_____1 l iu et al . 200.^b
* ---
Figure 4: Composition des granules de stress et des p-Bodies. Tableau reprenant les publications ayant contribué à déterminer la composition des granules de stress et des p-Bodies . En vert: protéine présente; en rouge: protéine absente; * protéine faiblement représentée. (Anderson et al., J. Cell. Biol. 2006)
d’ARNm non traduit en provenance de polysomes désassemblés. En outre, ces deux types de granules contiennent des éléments communs tels que l’exonucléase Xnrl ou encore le facteur d’initiation de la traduction eIF4E.
Néanmoins, les SGs diffèrent des PBs sur plusieurs points (Figure 4):
1° Les PBs peuvent être présents dans des cellules en croissance qui ne sont pas soumises à un stress bien qu’un stress puisse accroître leur nombre. Ce n’est pas le cas des SGs qui n’apparaissent qu’en conséquence d’un stress.
2° Contrairement aux PBs, la formation des SGs requiert habituellement la phosphorylation du facteur traductionnel elF-2a (Murtha-Riel et al., 1993; Kedersha et al., 2005). 11 existe 5 protéines kinases capables de phosphoryler eIF-2a en réponse à différents stimuli de stress (choc oxydatif, choc thermique, infection virale...). Cette phosphorylation conduit à une inhibition de l’initiation de la traduction et à la formation de mRNP incapables de rentrer dans le processus de traduction.
C’est à partir de ces complexes d’initiation défectueux que se forment les granules de stress. De manière intéressante, l’inhibition du facteur d’initiation de la traduction eIF4A conduit aussi à la formation de granules de stress sans pour autant que soit phosphorylé eIF2a (Mazroui et al., 2006). Il semblerait aussi que les protéines de la voie de synthèse des hexosamines soient nécessaires à leur formation. Cette voie aboutit à une modification réversible par ajout d’un groupement O-GlcNac (O-linked N-acetylglucosamine) sur les protéines ciblées. L’hypothèse actuelle propose qu’une glycosylation des protéines de la machinerie traductionnel le présentes dans les mRNPs contenant des messagers dont la traduction est inhibée soit nécessaire pour permettre la formation des granules de stress (Ohn et al, 2008).
3° Les SGs contiennent les facteurs d’initiation de la traduction, y compris le complexe de pré
initiation 48S, ainsi que certaines inhibiteurs traductionnels absents des PBs. C’est le cas par exemple de F ARE-BP TlA-1 (Kedersha et al., 2005).
On peut observer différentes catégories de composants au sein des granules de stress. Les premiers d’entre eux constituent le cœur du granule. Il s’agit des constituants du complexe de pré-initiation encore lié à un ARNm. La seconde catégorie est composée de protéines de liaison à
l’ARNm impliquée dans des mécanismes d’inhibition de la traduction, de stabilisation ou de déstabilisation des ARNm. C’est le cas par exemple de TIAR, TIA-1 (Kedersha et al, 1999) ou encore de la tristétraprolin protéine (TTP) (Stoecklin et al., 2004). Enfin, plusieurs protéines se retrouvent sans doute dans les granules de manière indirecte, via leur interaction avec un des éléments appartenant à une des deux premières catégories.
La fonction des granules de stress n’est pas encore totalement élucidée. Cependant, un modèle de cycle de l’ARNm se dessine petit à petit, où les granules de stress joueraient un rôle essentiel. On a en effet constaté que les PBs semblent interagir avec les granules de stress et partagent des ARNm communs (Kedersha et al., 2005, Wilczynska et al., 2005), ce qui pourrait laisser supposer l’existence d’échanges entre ces deux types de structures. De la même manière, les ARNm sont en équilibre dynamique entre les polysomes et les SGs en condition de stress (Kedersha et al., 2000). Dès lors, les SG pourraient être un second centre de tri des ARNm, se formant lorsque l’initiation de la traduction dépendant de la coiffe est bloquée. Les granules permettraient de former des réserves d’ARNm inactifs traductionnellement afin de les protéger d’une dégradation par des exonucléases et de leur permettre d’être réengagés très rapidement dans les polysomes lors d’un retour à des conditions environnementales normales. Cette réserve d’ARNm pourrait être modulée par des échanges avec les PBs où les ARNm sont soit dégradés soit réadressés aux polysomes (Figure 3).
2.2) Région 3’ non traduite et éléments régulateurs en cis et en trans des ARNm
2.2.1 Généralités
Comme vu précédemment, la régulation des ARNm se produit à plusieurs étapes de leur vie, de leur naissance à leur dégradation en passant par leur transport d’un compartiment cellulaire à un autre. Ces régulations nécessitent la présence de séquences particulières au sein même de la molécule d’ARNm. Certaines des ces séquences sont présentent dans la plupart des ARNm et participent à des mécanismes généraux de régulation. C’est le cas par exemple des séquences de polyadénylation des ARNm. D’autres séquences sont plus spécifiques et concernent des ARNm
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dont la régulation est spécifique. Ces séquences peuvent se situer dans la région codante de l’ARNm ou dans les régions non traduites qui l’encadrent et qui sont appelées UTR 5’ et UTR 3’
(respectivement untranslated région 5’ et 3’). Les régions UTR de certains ARNm peuvent contenir plusieurs éléments régulateurs affectant leur stabilité ou leur traduction, voire les deux.
C’est par exemple le cas des éléments CDE (Constitutive decay element), SLDE (Stem-loop- destabilizing element) ou des ARE (AU-rich element) (Anderson, 2008).
2.2.2 ARE et régulation des ARNm
a) Généralités
Les ARE sont des séquences riches en adénosine et en uridine que l’on trouve dans la partie 3’
non traduite de nombreux ARNm. Elles furent d’abord identifiées par leur capacité à induire une dégradation rapide de l’ARNm qui les porte (Shaw et al., 1986). Généralement, les ARNm porteurs d’ARE codent pour des protéines dont l’expression est transitoire, comme c’est le cas de protéines impliquées dans le cycle cellulaire ou la réponse immune. Ces gènes requièrent un contrôle très précis de leur expression et c’est pourquoi, en plus d’être soumis à de nombreux contrôles transcriptionnels, la traduction et la stabilité de leurs ARNm sont très finement régulées. Jusqu’à présent, on estime que 5 à 8% des gènes codent pour des ARNm porteurs d’ARE (Bakheet et al., 2003).
b) Classification des séquences AU-riches (Pour revue: Barreau et al., 2006)
Pour des raisons historiques, il est généralement considéré que le terme ARE ne s’applique qu’aux séquences conférant une instabilité à l’ARNm et/ou qui contiennent le motif AUUUA même s’il fut démontré par la suite qu’en fonction du contexte cellulaire, certains AREs pouvaient stabiliser le messager qui les porte (voir plus bas). Par conséquent, nombres d’ARNm contenant des séquences riches en A et en U sont exclus de cette catégorie. Les AREs sont divisés en trois classes selon le nombre et la distribution du pentamère AUUUA (Chen et al..
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Figure 5; Tableau reprenant les principales ARE-BPs et les ARNm qu’elles régulent. Les deux premières colonnes reprennent les ARNm dont la stabilité est modulée par une ARE-BP (« increase »: augmente et « decrease »:
diminue). Les deux colonnes du milieu reprennent les ARNm dont l’efficacité de traduction est modulée par une ARE-BP. Les deux dernières colonnes reprennent les protéines dont l’expression est régulée par une ARE-BP.
(Barreau et al., NAR 2005)
1995). La première classe est caractérisée par la dispersion de plusieurs motifs AUUUA au sein de régions riches en U. Les AREs de seconde classe possèdent au moins deux nonamères UUAUUUA(U/A)(U/A) se chevauchant. Les AREs de classe 111 sont quant à eux moins bien définis. Ils contiennent des séquences riches en U mais n’ont pas le motif AUUUA, ils ne sont donc caractérisés que par leur capacité à déstabiliser les ARNm qui les portent. C’est typiquement le cas de l’ARNm de c-Jun (Chen et al., 1994). Bakheet et al. ont revu cette classification dans un projet de base de données collectant les transcrits porteurs d’ARE (http://rc.kfshrc.edu.sa/ared/). Ils ont partiellement repris la classification de Chen mais l’ont enrichi de trois nouveaux groupes. Les transcrits porteurs d’ARE y sont classés en fonction du nombre de répétitions du pentamère de base AUUUA (Bakheet et al., 2001). Selon cette classification, les ARE de classe 1 sont composés d’une répétition de 5 pentamères se chevauchant, les ARE de classe 2 d’une répétition de 4 pentamères, les ARE de classes 3 possèdent 3 pentamères répétés et enfin les ARE de classes 4 et 5 possèdent respectivement 2 ou
I pentamère dans un contexte riche en uridine.
II est important de noter qu’il n’y a de séquence consensus définie pour aucune des classes existant actuellement. En outre, cette classification ne se base ni sur les protéines capables de fixer les séquences ARE ni sur une fonction biologique. Néanmoins, il est intéressant de constater que la plupart des ARNm porteur d’AREs de classe 11 codent pour des cytokines tandis que les ARNm codant pour des facteurs de transcription ou des protéines régulatrices du cycle cellulaire contiennent généralement des AREs de classe 1 et occasionnellement de classe III.
2.2.3 Les ARE Binding Proteins
Les protéines liant les séquences ARE (ARE-BPs) peuvent réguler positivement ou négativement la stabilité et/ou la traduction. 11 existe plusieurs types de domaine capables de fixer les séquences ARE dont les domaines RRM (RNA récognition motif) que l’on trouve dans les ARE-BPs TIA- 1, TIAR, HuR, AUF1 et CUGBP2 ; les domaines KH (K-homology) présents dans les protéines KSRP et FXRIP et les domaines en doigt de zinc que l’on trouve dans la TTP et ses deux homologues BRFl et BRF2.
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Domaine RRM [mtA recopiftion modf) Domaine KH (K-homolagy) Domaine en doigt de zinc PRO (Prion-relAed domain)
< ^ Liaison coopérative aux ARE
H" ■ I ÜMSon compétitive aux ARE
# Interaction physique
AUFl hnRNPC Figure 6: Modèle d’interaction entre les différentes ARE-BPs (Anderson, Nat. Immunol. 2008)
a) Interactions entre les ARE-BPs
Bien que beaucoup d’AREs diffèrent du point de vue de leur séquence, il est commun qu’une même séquence ARE puisse être fixée par plusieurs ARE-BPs possédant des domaines de liaison à l’ARNm différents. De la même manière, certaines ARE-BPs sont capables de fixer des AREs appartenant à différentes classes. De plus, il existe une multiplicité d’interactions entre les différentes ARE-BPs qui peuvent avoir des effets synergiques, antagonistes ou redondants sur la stabilité et/ou la traduction de certains ARNm porteurs d’ARE (Figure 5 et Figure 6).
Par exemple, la protéine HuR a été décrite dans plusieurs études comme facteur stabilisateur de ses ARNm cibles tels ceux du TNFa (Dean et al., 2001), du GM-CSF (Fan et al., 1998) ou encore de l’IL3 (Ming et al., 2001; Raineri et al., 2004). En conséquence, l’invalidation d’HuR par RNAi conduit à une diminution de la production d’IL3 tandis qu’une surexpression d’HuR induit une production plus importante de GM-CSF. Le cas du TNF-a est quant à lui différent. Si l’effet stabilisant d’HuR sur l’ARNm est avéré, on constate néanmoins une diminution de la production de TNF-a dans des cellules stimulées au LPS et surexprimant HuR. Il en va de même in vivo puisque des souris surexprimant HuR produisent moins de TNF-a en réponse au LPS. Katsanou et al. ont montré que cette inhibition de la production de TNF-a résulte d’une répression traductionnelle (Katsanou et al., 2005). De manière intéressante, cet effet disparaît lorsque ces souris sont croisées avec des souris invalidées pour le gène TIA-1. Ces résultats suggèrent fortement que HuR, tout en stabilisant l’ARNm, recrute TIA-l afin d’induire l’inhibition de la traduction du messager. De manière similaire, notre laboratoire a montré que TlA-1 est capable d’interagir avec la protéine KSRP (Rothé et al., 2006) et que les deux protéines se localisent ensembles dans des complexes ribonucléiques qui se forment sur l’ARE de l’ARNm du TNF-a dans des extraits de macrophages RAW 264.7. Ces observations suggèrent que les protéines TIA- 1 et KSRP collaborent afin d’inhiber la traduction du messager (rôle de TlA-1) puis de l’adresser à la machinerie de dégradation de l’ARN (rôle de KSRP) (Chou et al., 2006).
On a pu constater un autre type d’interaction entre TIA-l et HuR. En effet, dans la lignée cellulaire HeLa, ces deux protéines se lient simultanément à l’ARNm du cytochrome C à des
Pas de transcription du gène TNf-alpha
Transcription du gène TNF-alpha Régulation post- transcriptionnelle
Diminution de la transcription du gène
TNFalpha Régulation post- transcriptionnelle
P38MAPK
l P38MAPK
P38MAPK
MKP-1(DUSP-1)
Expression du TNF nulle
Stabilisation de PARNm du TNF-alpha Traduction
Expression du TNF élevée
Pas d'inflammation Inflammation Diminution de l'inflammation Dégradation de l'ARNm du TNF-alpha
Répression de la traduction Diminution de l'expression du TNF'ea^resswnc
Figure 7: Modèle de l’inactivation de 1a I IP par 14-3-3 dans la déstabilisation de l’ARNni du TNF-a en réponse au LPS. Lors de la phase inflammatoire, la MAPK p38 est phosphorylée en réponse au LPS. Elle phosphoryle la MAPKAP-2 qui phosphoryle à son tour la protéine TTP. Cette modification post-traductionnelle de la I I P induit l’interaction avec la protéine 14-3-3. Cette interaction empêche la TTP de se lier aux séquences ARE et contribue dès lors à stabiliser le messager du TNF-a. Durant la phase de résolution, la MAPK p38 est inactivée par une phosphatase. La cascade de phosphorylation prend fin et la TTP n’étant plus phosphorylée n’interagit plus avec la protéine 14-3-3. La protéine TTP se lie aux ARE de l’ARNm du TNF-a et celui-ci est dégradé.
séquences différentes présentes dans la région 3’ non traduite. Elles induisent cependant des effets antagonistes, HuR promouvant la traduction du messager tandis que TIA-1 l’inhibe sans pour autant que soit affectée sa stabilité (Kawai et al., 2006).
Outre les associations coopératives des ARE-BPs pour réguler un ARNm, il existe aussi des compétitions pour lier certains ARE. TIAR, par exemple, entre en compétition avec la protéine AUFl pour lier PARE du messager c-Myc. Dans ce système, TIAR inhibe la traduction du messager tandis qu’AUFl la promeut (Liao et al., 2007)
D’autres ARE-BPs peuvent à la fois avoir un effet stabilisateur ou déstabilisateur en fonction du type cellulaire. C’est le cas d’AUFl qui déstabilise les messagers de c-myc et c-fos dans la lignée érythroblastique K562 et les stabilise dans la lignée de fibroblaste NIH-3T3 (Pour revue : Barreau et al., 2006).
Toutes ces études mettent en exergue la complexité du réseau d’interactions entre les ARE-BPs et leur ARNs cibles ainsi que la variabilité des effets qui en résultent.
a) Régulations des ARE-BPs
La capacité de certaines ARE-BPs à lier les séquences ARE de leur ARNm cible et à réguler leur traduction ou leur stabilité peut dépendre de modifications covalentes catalysées par des kinases, des phosphatases, des prolines isomérases ou encore par un processus de méthylation. La TTP est une protéine déstabilisatrice dont l’expression est induite par le LPS dans les lignées de monocytes. Elle cible spécifiquement des ARNm porteurs d’ARE (Carballo et al., 1998) et les adresse à l’exosome ou aux PBs qui, comme nous l’avons décrit précédemment, contiennent des protéines de la machinerie de dégradation 5’-3’ (Pour revue; Sandler et Stoecklin, 2008). Or, la stimulation de macrophages par le LPS induit la transcription rapide d’ARNm porteurs d’ARE, codant notamment pour des cytokines. Afin de protéger transitoirement ces transcrits de l’effet déstabilisateur de la TTP, celle-ci est phosphorylée par la voie de signalisation p38, elle-même activée par le LPS (Figure 7). Cette modification permet le recrutement de la protéine 14-3-3 qui bloque l’interaction de la TTP avec les séquences ARE (Hitti et al, 2006). En outre, 14-3-3
protège TTP de la déphosphorylation par la phosphatase 2a, aboutissant à la stabilisation transitoire de ses messagers cibles (Sun et al., 2007). Ce mécanisme d’inhibition par la phosphorylation et l’association avec 14-3-3 s’opère aussi sur la protéine BRFl (Schmidlin et al., 2004), une protéine homologue à la TTP, ainsi que sur KSRP (Gherzi et al., 2006).
La phosphorylation peut aussi rendre sensibles certaines ARE-BPs à la formation d’isomère de proline. Pinl est une proline isomérase qui ne catalyse la formation d’isomère de proline que sur les motifs Sérine/Thréonine-Proline phosphorylés. Ce type de modification a des effets importants sur la fonction des protéines. 11 a été montré que Pinl interagit avec l’ARE-BP AUFl dans les éosinophiles et les lymphocytes T activés (Shen et al., 2005; Esnault et al., 2006). Ces études montrent également que dans ces deux types cellulaires, une augmentation de l’activité isomérase de Pinl diminue l’affinité d’AUF-1 pour l’ARNm du GM-CSF et qu’en conséquence cet ARNm est moins associé à l’exosome.
Enfin, il a été montré que la protéine HuR est méthylée in vitro et in vivo. De manière particulièrement intéressante, cette méthylation se produit en réponse au LPS dans la lignée de macrophage RAW 264.7. Malheureusement, l’effet de cette modification sur l’activité d’HuR n’a pas encore été établi même s’il a été suggéré que la méthylation puisse moduler la localisation cellulaire d’HuR et par conséquent influencer sa capacité à stabiliser les transcrits dans le cytoplasme (Li et al., 2002)
Certaines ARE-BPs régulent aussi leur propre synthèse. Nombres d’ARE-BPs sont capables de fixer leur ARNm ou l’ARNm codant pour d’autres ARE-BPs et d’exercer ainsi une régulation post-transcriptionnelle. Pullman et al. ont montré par interférence ARN qu’HuR augmente la stabilité du transcrit TlA-1 tandis que TIAR inhibe sa traduction (Pullmann et al., 2007). La TTP, quant à elle, lie son propre ARNm et promeut sa dégradation, fournissant ainsi un bel exemple de rétro-contrôle négatif (Tchen et al., 2004).
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3) La réponse inflammatoire et les régulations post-transcriptionnelles
3.1) Généralités
La réponse inflammatoire a cette particularité d’être un phénomène transitoire induit par des circonstances environnementales. En effet, les cellules participant à l’inflammation doivent pouvoir répondre très rapidement aux différents stimuli avertissant la présence de corps étrangers de type viraux ou microbiens. De la même manière, parce que nombre de protéines produites durant la réponse inflammatoire sont des cytokines qui ont le potentiel d’induire des dommages aux tissus sains de l’organisme, cette production doit pouvoir être rapidement interrompue une fois l’infection maîtrisée. C’est pourquoi les régulations transcriptionnelles ne suffisent généralement pas à régir la réponse inflammatoire. Les régulations post-transcriptionnelles jouent un rôle majeur dans le caractère transitoire de la réponse inflammatoire. D’une part, elles offrent une rapidité dans l’initiation de la réponse. Il est en effet plus rapide de produire des cytokines à partir de stocks d’ARNm préexistants qu’à partir de transcrits nouvellement synthétisés.
Inversement, la production de transcrits de cytokines ayant un temps de demi-vie très court permet à l’organisme d’en interrompre très rapidement la production. De manière analogue, les mécanismes assurant une inhibition de la traduction permettent de suspendre rapidement la production d’une cytokine, de manière transitoire ou définitive.
3.2) La voie de signalisation p38 MAP kinase
Les cellules de la réponse immunitaire innée répondent à la présence de ligands spécifiques (tel que le LPS) signalant la présence de dangers infectieux qu’elles reconnaissent via certains de leurs récepteurs. Ces récepteurs activent des voies de signalisation qui aboutissent à la modification du patron d’expression de la cellule via l’activation de facteurs transcriptionnels ou post-transcriptionnels. Ces voies de signalisation impliquent de nombreux évènements de phosphorylation en cascade dont les principaux acteurs sont des sérine/thréonine kinases appartenant à un groupe hautement conservé à travers les espèces eucaryotes et qui sont
Membrane plasmique
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Transcription du lMKP-1)
Dégradationdes messagers
Figure 8: Représentation schématique de la voie de signalisation p38 déclenchée en réponse au LPS. L’activation du récepteur TLR4 initie une cascade de phosphorylation aboutissant à la phosphorylation des kinases MKK3 et MKK6.
Ces kinases phosphorylent la kinase p38 qui a son tour phosphoryle ses cibles. La phosphatase MKP-1 inactive la kinase p38 par déphosphorylation. La kinase p38 phosphoryles les kinases Mskl et Msk2 et contribue ainsi à l’activation des facteurs de transcriptions Creb et ATFl responsables de la transcription du gène duspl qui code pour la phosphatase MKP-1. En outre, ces facteurs de transcription jouent un rôle dans la transcription de nombreux autres gènes de la réponse inflammatoire. La kinase p38 phosphoryle aussi MK-2 responsable de l’inactivation de la protéine TTP et de la stabilisation subséquente des ARNm que TTP dégrade.
nommées MAPKs (Mitogen activated protein kinases). Il existe trois grandes voies de signalisation bien caractérisées impliquant des MAPKs : la voie ERK (extracellular-signal- regulated kinase), la voie JNK (Jun N-terminal kinase aussi connue sous le nom de MAPKS) et la voie p38 (aussi connue sous le nom de MAPK14). La phosphorylation sur certains de leurs résidus sérine, thréonine ou tyrosine est essentielle pour l’activité catalytique des MAPKs qui peuvent alors activer d’autres MAPKs et certains facteurs transcriptionnels ou post- transcriptionnels en les phosphorylant à leur tour. La voie de signalisation p38 implique plusieurs MAPK dont MKK3 et MKK6 qui phosphorylent p38, la kinase p38 elle-même et la MAPKAPK- 2 (MK2) phosphorylée par p38 (Figure 8) (Pour revue : Johnson et al., 2002). Outre une contribution à l’activation de la transcription de gènes impliqués dans la réponse immune, cette voie joue un rôle important dans la régulation post-transcriptionnelle des ARNm porteurs d’ARE.
3.2.1 Stabilisation des transcrits de cytokines par la voie p38 MAP kinase
Jusqu’à présent, il a été démontré que la vole p38 induit la stabilisation de bon nombre d’ARNm impliqués dans la réponse immune dont les ARNm de COX-2 dans des monocytes humains traités au LPS (Dean et al., 1999), de l’IL-6 (Miyazawa et al., 1998), du GMCSF (granulocyte/macrophage colony stimulating factor) (Tebo et al., 2003), de l’IL-ip (Sirenko et al., 1997) et bien d’autres encore. Lasa et al. ont montré qu’un mutant de MK2 activé de manière constitutive induit une forte stabilisation d’un transcrit chimérique composé de la séquence codante pour la p-globine et de la partie 3’ non traduite de l’ARNm de Cox2 (Lasa et al., 2000) Pour finir, une analyse transcriptomique de monocytes humains de la lignée THP-1 traitées ou non par un inhibiteur de p38 a montré la capacité de cette kinase à induire la stabilisation de nombreux ARNm qui ne sont pas nécessairement impliqués dans la réponse immune (Frevel et al., 2003).
3.2.2 Voie de signalisation de la MAPK p38 et régulation de la stabilité et de la traduction de l’ARNm du TNFa
a) Généralités
Le TNF-a est une cytokine pro-inflammatoire du système immunitaire qui, lorsque sa production est déréglée, induit de nombreuses pathologies chez l’homme (cachexie, arthrite rhumatoïde,...).
La production de cette cytokine est entre autre induite dans les cellules de type myéloïde suite à une stimulation par le LPS (lipopolysaccharide), un élément essentiel de la paroi des bactéries de type gram négatif. La partie 3’ non traduite de l’ARNm du TNF-a contient plusieurs éléments susceptibles de le déstabiliser ou d’inhiber sa traduction. L’un d’entre eux est un ARE de classe III. Plusieurs ARE-BPs sont capables de fixer cette région 3’ non traduite (voir plus haut) et de réguler par cette voie la stabilité et la traduction de ce messager.
L’effet stabilisateur de la MAPK p38 sur l’ARNm du TNF-a a été observé dans différents types cellulaires dont des monocytes humains (Wang et al., 1999) et la lignée de macrophages murins RAW 264.7 (Brook et al., 2000). Dean et al. montrent dans des cellules HeLa que cet effet stabilisateur de la MAPK p38 implique probablement une inhibition du processus de déadénylation du messager du TNF-a (Dean et al., 2003). Enfin, certaines données suggèrent, en plus du rôle de stabilisateur de l’ARNm dont nous parlons dans le chapitre suivant, un rôle traductionnel. C’est notamment le cas dans la lignée de monocytes THP-1 où l’on a pu observer, dans des cellules traitées au LPS après inhibition de p38 par un imidazole bicyclique nommé SK&F 86002, que l’ARNm du TNFa se dissociait des polysomes (Prichett et al., 1995).
Néanmoins, les données concernant la manière dont la kinase p38 régule la traduction de l’ARNm du TNF-a ne permettent pas encore de déterminer avec certitude son mode d’action.
b) Effet de la Mapkapk-2 (MK2) sur la stabilité et la traduction de l’ARNm du TNFa
La protéine MK2 est une des Map Kinase cible de p38 (Rouse et al., 1994; Freshney et al., 1994).
L’invalidation du gène codant pour la MK2 a révélé un rôle clef de cette protéine dans la régulation des ARNm porteurs de séquences ARE par la voie p38, en particulier pour l’ARNm du TNFa et les ARNm d’autres cytokines.
