Dérégulation épigénétique induites par la protéine fusion BRD4-NUT, et caractérisation de la protéine NUT au cours de la spermatogenèse et dans les cancers

Study of epigenetic deregulation induced by BRD4-NUT fusion protein and characterization of NUT protein during spermatogenesis and illegitimate expression in cancer

• Auteur / Autrice : Nicolas Reynoird
• Direction : Saadi Khochbin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Albert Bonniot (Grenoble, Isère, France ; 2007-2015)
• Jury : Président / Présidente : Stefan Nonchev
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Zdenko Herceg
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Didier Trouche, Pierre-Antoine Defossez

Mots clés

Mots clés contrôlés

Épigénétique

Chromatine

Carcinome NUT

Mots clés libres

Cancer

Chromatine

Acétylation

Brd4-nut

Cbp

300

Spermatogenèse

Facteur cancer

Testicule

Résumé

Il apparait de nos jours évident que les cancers ne peuvent se réduire à des aberrations génétiques, et qu'un nouveau paramètre est à prendre en considération, l'épigénétique. Au cours de ma thèse je me suis efforcé de caractériser la protéine fusion BRD4-NUT. Cette protéine résulte d'une translocation t(15; 19) observée dans les carcinomes de la ligne médiane (NMC), extrêmement agressifs et létaux. La protéine BRD4 possède un double bromodomaine capable de s'associer à la chromatine acétylée, et recrute divers facteurs sur la chromatine. NUT est une protéine de fonction inconnue exprimée exclusivement au cours de la spermatogenèse. J'ai pu démontrer que la protéine fusion BRD4-NUT était suffisante à induire la tumorigenèse, par un mécanisme de séquestration de la protéine histone acétyltransférase (HAT) CBP/p300. NUT interagi avec CBP/p300 et suractive son activité d'acétylation, créant des foci hyper-acétylés de chromatine. BRD4-NUT empêche ainsi CBP/p300 d'aller co-activer la transcription de nombreux gènes, et bloque notamment la réponse apoptotique p53-dépendante. Une inhibition de BRD4-NUT- par siRNA, mutation des bromodomaines ou dérégulation de l'acétylation des foci par des inhibiteurs des histones déacetylases (HDAC) - réenclenche la voie d'apoptose et la mort de ces cellules tumorales. Cette étude est un exemple précis de l'impact qu'une dérégulation épigénétique peut avoir sur l'homéostasie cellulaire et induire la tumorigenèse. Je me suis également intéressé à caractériser la protéine NUT lors de son contexte physiologique (la spermatogenèse) ou lors de son expression illégitime dans des lignées tumorales sans translocation avec BRD4.

Nowadays, it is clear that cancer cannot be reduced only to genetic abberations, and that a new parameter has to be considered, epigenetic. During my thesis, I have characterized the fusion protein BRD4-NUT, which results of a t(15; 19) translocation observed in NUT midline carcinoma (NMC), highly aggressive and lethal. BRD4 contains a double romodomain to interact with acetylated chromatin, thus recruting different complexes on chromatin. NUT is a protein of unknown function, specifically expressed during spermatogenesis. I have obeserved that BRD4-NUT is sufficient to promote tumorigenesis, via a sequestrating mecanism of the histone acetyltransferase (HAT) CBP/p300. NUT interacts with and stimulates CBP/p300 activity, creating highly acetylated foci in chromatin. BRD4-NUT inhibits CBP/p300 transcriptionnal co-activation, and among others, blocks p53-dependant apotposis pathway. BRD4-NUT inhibition - by siRNA, bromodomain mutation or acetylation deregulation by histone deacetylase (HDAC) inhibitors - reactivates apoptosis of translocated cancer cells. This study is a precise exemple of epigenetic deregulation impacts on cell homeostatis and how it can promotes tumorigenesis. I have also characterized NUT protein on its physiological context (spermatogenesis), or during its illegitimate expression in cell lines without being translocated with BRD4.