Le facteur de transcription ATF3 inhibe la synthèse de l'ARN dans les cellules de patients atteints du syndrome de Cockayne

Immediate early repressor ATF3 inhibits transcription in Cockayne syndrome

• Auteur / Autrice : Ulrik Kristensen
• Direction : Jean-Marc Egly
• 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

Transcription génétique

ADN -- Réparation

Cockayne, Syndrome de

Résumé

Le syndrome de Cockayne (CS) est une maladie autosomale récessive rare montrant des symptômes cliniques divers tels qu’une déficience du développement physique, un nanisme cachetique une dégénérescence neurologique progressive, une hypomyélination de la matière blanche, une calcification du système nerveux central, une surdité, une absence de graisse sous-cutanée, des cataractes, une rétinopathie et une hypersensibilité à la lumière du soleil. Le syndrome de Cockayne est typiquement causé par des mutations dans les gènes CSA et CSB, codant pour des protéines impliquées dans la réparation par excision de nucléotides couplée à la transcription (TC-NER). Un défaut de la TC-NER causé par des mutations dans CSA ou CSB conduit un blocage de l’ARN pol II par les lésions induites par le rayonnement UV. Au cours des dernières années, une question reste d’actualité: comment expliquer les changements transcriptionels gène-spéficiques observés dans des cellules CS soumises à des attaques génotoxiques. Intrigué par cette question, nous avons étudié plus particulièrement la transcription de deux gènes: un gène dérégulé dans CS (DHFR) et un gène normalement régulé dans CS (GADD45). Sur le promoteur du gène dérégulé, nous avons découvert un site de régulation potentiel CRE/ATF, qui est connu pour provoquer la répression de la transcription en ciblant ATF3. En utilisant la technique de western blot et des immunoprécipitations de la chromatine, nous avons trouvé, qu’en réponse à une irradiation UV, ATF3 est surexprimé dans les cellules CS, et est alors recruté sur le site CRE/ATF localisé sur le promoteur du gène DHFR, empêchant alors la mise en place de la machinerie de transcription basale et inhibant donc la transcription de ce gène. Finalement, nous avons montré que la surexpression de ATF3 pourrait être induite dans des cellules sauvages par une légère inhibition de l’élongation de la transcription par l’ARN pol II reliant ainsi les changements transcriptionels observés dans CS à une déficience de la TC-NER dans ces cellules.

Cockayne Syndrome is a rare inherited autosomal recessive disease with diverse clinical symptoms including severe impairment of physical development, cachectic dwarfism, progressive neurological degeneration, white matter hypomyelination, central nervous system calcification, sensorineural hearingloss, lack of subcutaneous fat, cataracts, retinopathy and hypersensitivity to sunlight. Cockayne Syndrome is typically caused by mutations in the CSA and CSB genes, encoding proteins involved in transcription coupled nucleotide excision repair (TC-NER). TC-NER defect caused by CSA and CSB mutation, results in unintended stalling of Pol II at bulky UV induced DNA lesions. During the last years an open question has been, how to explain transcriptional gene-specific changes in CS cells upon genotoxic attack. Intrigued by this question, we studied extensively the transcription of two different genes: one gene misregulated in CS (DHFR), and one gene normally regulated in CS (GADD45). On the promoter of the misregulated gene, we discovered a putative CRE/ATF regulatory site, which is known to cause repression by targeting of ATF3. Using western blotting and chromatin immunoprecipitation we found that, in response to UV irradiation ATF3 was highly overexpressed in CS cells, and was subsequently recruited to the CRE/ATF site on DHFR promoter, thereby preventing the recruitment of basal transcription factors and inhibiting transcription of the gene. Finally, we showed that the overexpression of ATF3 could be induced in wild type cells by a slight inhibition of Pol II elongation, connecting the transcriptional changes observed in CS, to the TC-NER deficiency of these cells.