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Thèse soutenue

Régulation de l'activité transcriptionnelle des récepteurs nucléaires FXR, RORα et PPARγ par modifications post-traductionnelles

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Auteur / Autrice : Romain Gineste
Direction : Jean-Charles Fruchart
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biochimie et biologie moléculaire
Date : Soutenance en 2008
Etablissement(s) : Lille 2

Résumé

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Les facteurs de transcriptions FXR, RORα et PPARγ appartiennent à la superfamille des récepteurs nucléaires (RN). Ils ont pour fonction de moduler l'expression de nombreux gènes impliqués dans de nombreux processus physiologiques. Leurs rôles dans l'homéostasie glucidique, lipidique et énergétique font de ces récepteurs des cibles pharmacologiques d'intérêt pour le traitement de nombreuses maladies métaboliques comme les dyslipidémies, le diabète de type II, l'athérosclérose, l'obésité et les maladies neuro-dégénératives. Les RN activent leurs gènes cibles en se liant à l'ADN, sur une séquence spécifique nommée RE (Response Element) et en interagissant avec des partenaires protéiques appelés coactivateurs qui ont pour fonction principale de favoriser la transcription. L'activité transcriptionnelle des récepteurs nucléaires est aussi régulée par modification post-traductionnelle (PTM) telle que la phosphorylation, la SUMOylation et l'ubiquitination. L'objectif de cette thèse est d'étudier le rôle de ces modifications post-traductionnelles dans la régulation de l'activité des récepteurs FXR, RORα et PPARγ puis de replacer le rôle de ces PTMs dans un contexte pharmaco-thérapeutique. Jusqu'à aujourd'hui, l'implication d'événements post-traductionnelles dans le mécanisme d'action de FXR n'a pas été démontrée. En étudiant l'effet de différents inhibiteurs de kinases sur l'expression des gènes cibles de FXR, nous avons montré, dans les HepG2, que l'activité transcriptionnelle de FXR est modulée par les protéines kinases C (PKC), calcium-dépendantes. Le PMA, un activateur de PKC induit la phosphorylation de FXR endogène et la PKCα phosphoryle, in vitro, FXR dans son domaine de liaison à l'ADN sur les serines S135 et S154. La mutation de ces serines en alanines diminue la phosphorylation de FXR dans les cellules et le mutant FXR S135AS154A présente une diminution de son activité transcriptionnelle. Enfin, nous avons montré que la phosphorylation de FXR par la PKC induit le recrutement du coactivateur PGC1α. Durant cette thèse, l'étude de l'implication de la SUMOylation dans le mécanisme d'action des récepteurs nucléaires a aussi été abordée. Des études récentes démontrent que la SUMOylation de certains facteurs de transcription joue un rôle important dans plusieurs processus physiologiques comme l'inflammation, le stress oxydatif et le métabolisme lipidique. Nous avons montré, pour la première fois, que l'activité du récepteur orphelin RORα est régulée par SUMOylation et que la SUMO E2 ligase UBC9, diminue l'activité transcriptionnelle de RORα. De plus, le site de SUMOylation de RORα a été identifié dans la région charnière entre le DBD et le LBD. La mutation du site de SUMOylation de RORα augmente son activité transcriptionnelle et diminue sa dégradation. Nous avons trouvé que le site de SUMOylation de RORα est aussi un site d'ubiquitination. Nous avons conclue que la SUMOylation de RORα empêche son ubiquitination et par conséquent sa dégradation par le protéasome. Enfin, le dernier objectif de cette thèse était développer un outil de screening visant à identifier des nouveaux agonistes de PPARγ aux propriétés anti-inflammatoires. Une étude récente a montré un lien entre l'activité anti-inflammatoire de PPARγ et sa SUMOylation (Pascual e al 2005). A partir de cette étude, nous avons développé deux outils de screening. Le premier test basé sur le GST pull-down vise à étudier in vitro l'interaction de la SUMO E3 ligase PIAS1 avec PPARγ. Le second test a pour objectif de visualiser, dans la cellule, la SUMOylation de PPARγ par BRET (Bioluminescence Resonance Energy Transfer)