Étude du lien antagoniste existant entre la méthylation de l'ADN et le variant d'histoire H2A.Z : rôle du complexe TIP60/P400

Abstract

Depuis quelques années, les recherches ont permis de constater que certains cas de cancer proviennent de dérégulations épigénétiques au niveau du génome. Ces changements épigénétiques sont réversibles, ce qui permet de développer de nouvelles approches thérapeutiques comme dans le cas des inhibiteurs de méthyltransférases (Dnmt). Il a été démontré que les fonctions aberrantes des Dnmt sont fréquemment associées à la tumorigenèse. Effectivement, les Dnmt semblent responsables de l’hyperméthylation des gènes suppresseurs de tumeurs ainsi que de l’instabilité génomique, ce qui permet d’augmenter la malignité des tumeurs. Ces aberrations des Dnmt aggravent le pronostic des patients et augmentent la difficulté lors des traitements du cancer. Donc, la dégradation des Dnmt devient importante, car la régulation fine de l’abondance de celles-ci par le biais d’une régulation post-traductionnelle permet de supprimer le développement tumoral. De l’autre côté, le variant d’histone H2A.Z, qui permet de promouvoir la transcription des gènes, semble en mesure de protéger certains gènes de l’atténuation génique due à la méthylation de l’ADN. Dans la littérature, il a été démontré qu’il existait une relation antagoniste entre la méthylation de l’ADN et le variant d’histone H2A.Z, ce qui suggère que l’incorporation de l’un peut prévenir l’autre. De plus, un troisième acteur, le complexe Tip60/p400, semble impliqué dans la régulation entre la méthylation de l’ADN et H2A.Z et pourrait permettre de trouver de nouvelles cibles thérapeutiques intéressantes. Dans le cadre de mes travaux de recherches, je me suis concentré sur les progrès récents des mécanismes moléculaires existants entre le variant d’histone H2A.Z et la méthylation de l’ADN, mais en particulier sur la façon dont le complexe Tip60/p400 permet de réguler la méthylation de l’ADN et l’incorporation de H2A.Z dans la chromatine. D’une part, en induisant la dégradation de Dnmt1 ainsi que Dnmt3B. D’une autre, en maintenant certaines régions régulatrices libres de méthylation de novo. Le complexe Tip60-p400 serait associé préférentiellement à des régions contenant H2A.Z et protègerait ainsi ces régions de la méthylation de l’ADN en favorisant la dégradation de Dnmt3B. Il y aurait donc un mécanisme de modification des marques épigénétiques existant entre ces deux protéines. Pour ce faire, plusieurs essais d’acétylation in vitro ont permis de vérifier si la modification post-traductionnelle par Tip60/p400 est possible. Afin de mieux comprendre le rôle du complexe Tip60/p400 dans ce mécanisme, des protéines recombinantes ont été obtenues afin d’étudier dans quel segment de la protéine Dnmt3B il semblait y avoir de l’acétylation. Les résultats démontrent que cette modification semblait concentrer dans le domaine PWWP de la méthyltransférase ce qui permettrait de venir jouer sur la stabilité de la protéine en empêchant ces interactions protéine-protéine ou ADN-protéine. Ensuite, il a été possible d’observer comment est affecté le patron d’incorporation du variant d’histone H2A.Z et du complexe Tip60/p400 lorsque la méthylation génomique est abolie. Ceci permettrait de suivre l’ajout du variant d’histone lorsque la chromatine n’est pas méthylée dans les gènes activement transcrits. Des expériences de ChIP ont démontré que l’incorporation de H2A.Z par le complexe Tip60/p400 favorise la transcription et empêche la déposition de la méthylation de l’ADN près des promoteurs au niveau du gène p16INKa4. Pour terminer, les résultats obtenus lors de mes travaux de maîtrise ont révélé d’importantes caractéristiques du complexe Tip60/p400, démontrant son rôle potentiel dans l’inhibition de la méthylation de l’ADN. Ces résultats pourront contribuer à comprendre les mécanismes par lesquels ces protéines sont dérégulées lors de maladie humaine comme le cancer.