L'implication de la protéine KDM5A lors de l'expression des gènes sous le contrôle du récepteur à l'oestrogène [alpha]

Abstract

L'oestrogène joue un rôle important dans plusieurs processus physiologiques, tels la reproduction, le développement et le métabolisme cellulaire. Ses fonctions biologiques sont orchestrées par deux membres de la famille des récepteurs nucléaires, soit les récepteurs de l'oestrogène (ERs) [alpha] et [bêta]. Ceux-ci sont des facteurs de transcription inductibles par leur ligand naturel, le 17 [bêta]-oestradiol (E2). Le mode d'action des ER suggère que les récepteurs stimulent la transcription par le recrutement de différents complexes nécessaires à l'activation des gènes cibles et par la mise en place d'une architecture de la chromatine favorable à l'expression génique. Il est maintenant accepté que les mécanismes épigénétiques, incluant les voies de signalisation impliquant la méthylation et la déméthylation de l'histone H3 sur sa lysine 4, sont essentiels afin d'établir un contrôle de l'expression des gènes cibles d'ERs. Par ces mécanismes, les enzymes impliquées dans cette voie constituent un instrument de régulation versatile et idéal, assurant des changements dynamiques de l'expression des gènes contrôlés par ERs. Par exemple, la di- et tri-méthylation de la lysine 4 de l'histone 3 (H3K4me2/me3) est étroitement associée au promoteur en 5' du gène actif (TSS) et les régions régulatrices de certains gènes. Jusqu'à présent, plusieurs méthyltransférases de H3K4 ont été identifiées et nommées"members of the Mixed Lineage Leukemia". De récentes investigations ont démontré que certaines protéines de ces complexes interagissent avec ER[alpha] et sont impliquées dans l'activation des gènes cibles d'ER[alpha]. Également, ces protéines sont bien connues pour leur rôle de coactivateur de la transcription. Avant 2004, la méthylation des histones était considérée comme une modification stable définie par un programme épigénétique tout comme la méthylation de l'ADN. La découverte d'enzymes possédant une activité déméthylase, agissant sur les résidus lysine des histones, démontre une dynamique plus complexe des modifications épigénétiques. Parmi les déméthylases identifiées, la protéine KDM5a, aussi connue sous le nom de"retinoblastomabinding protein 2" (RBP2), a été identifiée. Cette protéine possède la capacité de retirer la tri-méthylation sur H3K4. De plus, il a été montré que KDM5a pouvait interagir directement avec le domaine de liaison à l'ADN de ER[alpha]. L'implication de la protéine KDM5a dans la voie de signalisation d'ER[alpha] suggère un mécanisme de régulation générale pour la transcription par ER[alpha]. Celle-ci coordonne l'interaction entre les coactivateurs et les corépresseurs tout en contribuant au contrôle de la transcription. Cette étude avait pour but de démontrer le rôle de la protéine KDM5a pour l'expression des gènes régulés par les récepteurs nucléaires tel le récepteur de l'oestrogène [alpha]. Notre hypothèse était que la protéine KDM5a permet l'activation des gènes régulés par le récepteur de l'oestrogène, via la déméthylation de H3K4. Dans cette étude, nous avons montré le rôle coactivateur de la protéine KDM5a pour l'expression des gènes dépendants du ER[alpha]. En effet, la déplétion de la protéine KDM5a dans les cellules MCF-7 a montré une diminution importante de l'expression des gènes contrôlés par ER[alpha]. De plus, les expériences d'immunoprécipitation de la chromatine suivies du séquençage ont montré sa présence au niveau du TSS de l'ensemble des gènes. En outre, sa présence au TSS du gène TFF1, gène modèle pour l'étude sur les récepteurs de l'oestrogène, a été montrée par immunoprécipitation de la chromatine. Également, les études de l'immunoprécipitation de la chromatine ont montré son rôle pour le recrutement du récepteur de l'oestrogène [alpha] et de l'ARN polII. De plus, cette étude a montré que sa présence est nécessaire pour les marques de méthylation H3K4me3/me2. En effet, la diminution de la protéine KDM5a conduit à la perte de ces marques sur le gène TFF1.