Étude in silico et caractérisation fonctionnelle des complexes de TWIST1

In silico study and functional characterization of TWIST1 complex

• Auteur / Autrice : Charlotte Bouard
• Direction : Léa Payen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Cancérologie
• Date : Soutenance le 13/07/2016
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de Recherche en Cancérologie de Lyon
• Jury : Président / Présidente : Alain Puisieux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Raphaël Terreux, Ahcène Boumendjel
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pascal Auffinger, Hélène Jamet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cancer

Protéines de liaison à l'ADN

Facteurs de transcription

Mots clés libres

TWIST1/E12

Facteur de transcription bHLH

Liaison à l’ADN

E-box

Cancer

Stratégie in silico

TWIST1/E12

BHLH transcription factor

DNA binding

E-box

Cancer

In silico strategy

Résumé

La réactivation aberrante du gène TWIST1 embryonnaire a été identifiée dans le laboratoire comme un mécanisme d'inactivation récurrente des voies dépendantes de p53 et Rb dans de nombreuses tumeurs. En diminuant la sénescence et l’induction de l'apoptose, TWIST1 coopère avec des protéines oncogéniques dans la transformation cellulaire in vitro et intervient dans l'initiation et la progression tumorale in vivo. Comme TWIST1 est très faiblement exprimée dans la plupart des cellules adultes différenciées, elle constitue une cible attrayante pour des thérapeutiques futures. Récemment, l’héterodimère TWIST1/E2A (E12 ou E47, deux produits d'épissage alternatif du gène TCF3) joue un rôle pro-métastatique dans le cancer de la prostate (Gajula et al., 2015), alors que ce complexe est la forme oncogénique de TWIST1 dans des cellules épithéliales mammaires humaines (Jacqueroud et al., 2016). L'hétérodimérisation par l'intermédiaire des domaines HLH est une condition sine qua non pour la formation de domaine de liaison d'ADN (Murre et Massari 2000). Une approche in silico basé que la modélisation par homologie des complexes de TWIST1 met en évidence le rôle déterminant des boucles inter-hélicales dans le maintien de complexes de TWIST1 à l’ADN en étudiant plusieurs insertions de TWIST1 observées chez les patients atteints de syndrome Saethre-Chotzen (Bouard et al., 2014). Ensuite des approches in silico et in vitro nous ont permis de comprendre les mécanismes moléculaires sous-jacents à la reconnaissance des séquences E-box des promoteurs de gènes cibles par l'héterodimère TE et leur stabilisation sur l'ADN (bouard et al., 2016). Nous avons décrit trois états différents du complexe TWIST1/E12 lié à l'ADN à des séquences E-box fonctionnels et modifiés en fonction de l'affinité de reconnaissance des E-box par TWIST1 / E12 (Bouard et al, 2016). Et enfin, cette approche in silico nous a permis de montrer l’impact de la phosphorylation de TWIST1 sur la dimérisation et sur la liaison à l’ADN des complexes de TWIST1. Cette dernière étude met en exergue l’importance des régulations post-traductionnelles dans l’étude de l’activité de la protéine TWIST1 et dans la recherche d’inhibiteurs

Aberrant reactivation embryonic TWIST1 gene has been identified in the laboratory as a recurrent inactivation mechanism dependent pathways of p53 and Rb in many tumors. Decreasing senescence and the induction of apoptosis, TWIST1 cooperates with oncogenic proteins in cell transformation in vitro and is involved in tumor initiation and progression in vivo. As TWIST1 is very weakly expressed in most adult differentiated cells, it is an attractive target for future therapies. Recently, the heterodimer TWIST1 / E2A (E12 or E47, two alternative splice product of the TCF3 gene) plays a pro-metastatic role in prostate cancer (Gajula et al., 2015), while the complex is the oncogenic form of TWIST1 in human mammary epithelial cells (Jacqueroud et al., 2016). The heterodimerization through HLH areas is a prerequisite for DNA binding domain of training (Massari and Murre 2000). An in silico approach that based homology modeling of complex TWIST1 highlights the key role of inter-hélicales loops in the DNA TWIST1 complex retention student TWIST1 several insertions observed in patients Saethre syndrome -Chotzen (Bouard et al., 2014). Then approaches in silico and in vitro have enabled us to understand the molecular mechanisms underlying the recognition of E-box sequences of the promoters of target genes by TE heterodimer and stabilize DNA (Bouard et al. 2016). We have described three different states of the complex TWIST1 / E12 bound to DNA to functional E-box sequences and modified according to the affinity recognition by E-box TWIST1 / E12 (Bouard et al, 2016). Finally, this approach in silico allowed us to show the impact of TWIST1 phosphorylation on dimerization and binding to DNA TWIST1 complexes. This latest study highlights the importance of post-translational regulation in the study of the activity of the protein and TWIST1 in the search for inhibitors