Etude fonctionnelle de NR2E3 : un récepteur nucléaire orphelin impliqué dans la différenciation des photorécepteurs

The loss of transcriptional inhibition by the photoreceptor-cell specific nuclear receptor (NR2E3) is not a necessary cause of enhanced S-cone syndrome

• Auteur / Autrice : Mathias Fradot
• Direction : Thierry Léveillard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Facteurs de transcription

Rétine

Photorécepteurs (molécules)

Récepteurs nucléaires (biochimie)

Résumé

Les récepteurs nucléaires constituent une famille de facteurs de transcription dont l’activité est modulée par la fixation d’un ligand liposoluble. Ils participent à de nombreux processus physiologiques dont ceux liés au développement. Le récepteur nucléaire orphelin NR2E3 est impliqué dans la différentiation des photorécepteurs, ses mutations affectant en particulier les photorécepteurs à cônes. Ceux-ci sont à l’origine de la vision des couleurs et de l’acuité visuelle centrale, et constituent la cible des approches thérapeutiques développées dans le laboratoire. Chez l’homme, des mutations récessives de NR2E3 sont responsables de l’ESCS (Enhanced S-Cone Syndrome), une pathologie rétinienne caractérisée par une hypersensibilité à la lumière bleue liée à un excès de cônes bleus. Le domaine de fixation au ligand (LBD) de NR2E3 exerce une activité d’inhibition transcriptionnelle en trans d’une manière comparable à celle observée pour d’autres récepteurs nucléaires en absence de leur ligand. Pour tester l’hypothèse de l’existence d’un ligand pour NR2E3, nous avons examiné comment les mutations à l’origine de l’ESCS et localisées dans le LBD affectaient l’activité d’inhibition transcriptionnelle. Nos résultats indiquent une absence de corrélation entre ces mutations et l’activité répressive, celle-ci étant conservée pour certaines mutations, et suggèrent qu’une autre fonction du LBD de NR2E3 est altérée, telle une activité transcriptionnelle modulée par un ligand. L’hypothèse de l’existence d’un ligand pour NR2E3 est renforcée par l’analyse du modèle moléculaire de son LBD indiquant la présence d’une poche de fixation pour un ligand. Nous avons initié une recherche de ligands endogènes pour NR2E3 en utilisant un essai fonctionnel inspiré de l’endocrinologie inverse. Partant de l’hypothèse qu’un récepteur nucléaire doit être co-localisé avec son ligand, cet essai fonctionnel a servi au criblage des fractions lipidiques issues de rétines de porc. En conclusion, ce travail apporte des éléments de preuve à l’existence d’un ligand pour NR2E3 et permet d’interpréter les conséquences de ses mutations pathogènes.

Nuclear receptor superfamily is a large group of ligand modulated transcription factors, which regulate a variety of crucial metabolic and developmental events. The orphan nuclear receptor NR2E3 is involved in photoreceptor differentiation and its mutations are responsible for abnormal cone photoreceptor development. Cone photoreceptors are responsible for colour vision and central visual acuity, and constitute the main target for therapeutic approaches. Recessive mutations in the human NR2E3 gene cause ESCS (Enhanced S-Cone Syndrome), a retinal disease characterized by a hypersensitivity to blue light related to an excess of short-wavelength sensitive cones. Similarly to other unliganded nuclear receptors, the NR2E3 ligand binding domain (NR2E3LBD) exerts transcriptional inhibition. In order to test the hypothesis for the existence of a ligand for NR2E3, we have studied how the LBD localized ESCS mutations influence transcriptional inhibition. Our results show an absence of correlation between ESCS mutations and NR2E3 repressive activity, suggesting that another NR2E3LBD function is disturbed in ESCS, such as a ligand modulated transcriptional activity. The hypothesis for the existence of a ligand for NR2E3 is reinforced by the analysis of a NR2E3LBD molecular model, pointing out the existence of a ligand binding pocket. We have initiated a search for NR2E3 putative endogenous ligand using a functional assay inspired by reverse endocrinology. According to the assumption that a nuclear receptor should be co-localized with its ligands, this functional assay was used to screen lipidic fractions from porcine retina. In conclusion, this work brings elements of proof for the existence of a ligand for NR2E3 and makes it possible to interpret the consequences of its pathogenic changes.