Étude de la dérégulation de miR-1 dans le coeur de patients atteints de dystrophies myotoniques

Study ofmiR-l mis-regulation in heart of patients with myotonic dystrophy

• Auteur / Autrice : Frédérique Rau
• Direction : Nicolas Charlet-Berguerand
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Strasbourg

Mots clés

Mots clés contrôlés

Myotonie atrophique

Cardiomyocytes

MicroARN

Résumé

Les dystrophies myotoniques sont les formes les plus courantes de dystrophies musculaires observées chez l’adulte. Les patients souffrent de défauts de la conduction et du rythme cardiaques. Les DM sont dues à l’expression d’ARN mutés contenant des expansions de répétitions des nucléotides CUG ou CCUG. Il a été montré que ces expansions de répétitions interfèrent avec la fonction de MBNL1 et CUGBP1. Les microARN (miARN) jouent un rôle important dans le fonctionnement du cœur. Nous avons identifié une diminution significative de l’expression de miR-1 dans des échantillons de cœur de patients DM. En accord avec cette diminution, les cibles de miR-1 sont surexprimées au niveau protéique dans le cœur de patients DM. De plus, nous avons observé une diminution de l’expression de la forme mature de miR-1 alors que la quantité de son précurseur, pré-miR-1, est inchangée, suggérant un défaut de la maturation de pré-miR-1 dans le cœur de patients DM. La surexpression de longues répétitions CUG ou la déplétion de MBNL1 par shARN inhibent la maturation de pré-miR-1 suggèrant une régulation de la maturation de miR-1 par MBNL1. D’autre part, nous avons montré que la voie Lin28-TUT4 inhibe la maturation de pré-miR-1 par Dicer. Finalement, MBNL1 et Lin28 entrent en compétition pour la liaison de pré-miR-1 suggérant un modèle selon lequel MBNL1 protégerait l’uridylation de pré-miR-1 par TUT4 en empêchant Lin28 de se lier. En conclusion, nos résultats démontrent une dérégulation de la maturation d’un miARN chez les patients DM. Enfin, nous proposons que la diminution de miR-1 dans le cœur de patients DM puisse participer aux défauts cardiaques observés chez les patients DM.

Myotonic Dystrophy (DM) is the most common form of muscular dystrophy in adult and is characterized by several symptoms including cardiac conduction abnormalities and arrhythmia resulting in sudden death. DM is caused by expansions of CUG or CCUG repeats which interfere with pre-mRNAs processing through dysfunction of the MBNL1 and CUGBP1 RNA-binding proteins. Micro-RNAs (miRNA) play an important role in heart functions. Using microarray and qRT-PCR, we identified a downregulation of miR-1, in heart samples of Myotonic Dystrophic patients. In agreement with decreased level of miR-1 we found that targets of miR-1 are up-regulated at the protein level in DM1. Importantly, while we found a down-regulation of the mature miR-1, we observed no changes in the quantity of pre-miR-1 both in DM1 cell models and patient heart samples. We demonstrated that expanded CUG repeats and shRNA-mediated depletion of MBNL1 inhibit exogenous and endogenous pre-miR-1 processing. Furthermore, we found that MBNL1 binds UGC motifs located within the pre-miR-1 loop. Next, we observed that Lin28 binds pre-miR-1 loop and promotes uridylation of pre-miR-1 by TUT4. Finally, we demonstrated that MBNL1 and Lin28 compete for pre-miR-1 binding suggesting a model in which MBNL1 protects pre-miR-1 from uridylation by Lin28-TUT4. In conclusion, our results demonstrate for the first time that miRNA maturation is altered in Myotonic Dystrophic patients, and suggest a novel function to MBNL1 as a regulator of miRNA processing and a new target of Lin28-TUT4: miR-1. We propose that the down-regulation of miR-1 may be involved in the heart defects observed in DM patients.