Mécanismes moléculaires de la régulation fonctionnelle du facteur de transcription ATF7

Molecular mechanisms involved in the functional regulation of the ATF7 transcription factor

• Auteur / Autrice : Jessica Diring
• Direction : Bruno Chatton
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Strasbourg

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sumoylation

Phosphorylation

Protéines

Facteurs de transcription

Résumé

La protéine ATF7 est un facteur de transcription à « leucine zipper » capable d’hétérodimériser avec les oncoprotéines Jun/Fos et de contrôler l’expression de divers gènes cellulaires et viraux en se fixant aux éléments de réponse CRE ou TRE des promoteurs. Le travail présenté dans cette thèse vise à préciser au niveau moléculaire les mécanismes qui régulent son activité transcriptionnelle. La phosphorylation et la sumoylation participent à ce contrôle en ciblant le domaine activateur de la protéine. Nous avons montré qu’en réponse à une stimulation cellulaire par le facteur de croissance EGF, la protéine ATF7 est phosphorylée par la MAP kinase p38-bêta2, cette modification posttraductionnelle promouvant l’interaction d’ATF7 avec le complexe de préinitiation de la transcription et par là même l’activation de l’expression des gènes. En parallèle, nous avons isolé et caractérisé un nouveau variant d’épissage d’ATF7 codant une petite protéine cytoplasmique, ATF7-4. Celle-ci est très conservée chez les mammifères et contrôle l’activité d’ATF7 et de son paralogue ATF2 en absence d’activation cellulaire en retenant dans le cytoplasme une kinase essentielle à leur activité. La dégradation de ce variant est requise pour le relargage de la kinase et l’activation d’ATF7/2 en réponse à un stress. Afin de mieux comprendre la fonction cellulaire de la protéine ATF7, nous avons également entrepris l’identification de ses gènes cibles sur l’ensemble du génome par une approche de ChIP-seq. Nos résultats indiquent qu’ATF7 contrôle de nombreux processus cellulaires clés, en particulier la division cellulaire, la signalisation, le métabolisme et le maintien de l’homéostasie cellulaire.

ATF7 transcription factor is a member of the b-Zip family that heterodimerizes with Jun/Fos oncoproteins, binds to CRE (cAMP response element) or TRE (TPA response element) promoter elements and regulates the expression of specific cellular and viral genes. This study leads to a better insight into the molecular mechanisms involved in the regulation of ATF7 transcriptional activity. Phosphorylation and sumoylation are post-translational modifications that are implicated in this control by targeting the activation domain of the protein. Our results indicate that upon EGF stimulation, ATF7 gets phosphorylated by p38-bêta2 MAP kinase, which promotes its interaction with the transcription preinitiation complex, leading to the activation of gene expression. We also identified and characterized a new short alternatively spliced variant of ATF7 encoding a cytoplasmic protein, ATF7-4. The latter is highly conserved amongst mammalian species and regulates the activity of ATF7 and its paralog ATF2 under non-stressed conditions by retaining in the cytoplasm a kinase that is essential for their activity. ATF7-4 degradation is a prerequisite for the release of this kinase and the subsequent activation of ATF7/2 under stressed conditions. To decipher the cellular function of ATF7, we finally initiated a genome wide mapping of its target genes by a ChIP-seq technology. Our results indicate that ATF7 could regulate multiple key cellular pathways, especially cell division, signaling and metabolism, and may play a crucial role in cell homeostasis.