La régulation du cytosquelette et du métabolisme énergétique par mir-378 et 378* dans les cardiomyocytes

Cytoskeleton regulation and energy metabolism by mir-378 and 378 * in cardiomyocytes

• Auteur / Autrice : Youssef Mallat
• Direction : Mathias Mericskay
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Complexité du vivant
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cytosquelette

Métabolisme énergétique

MicroARN

Résumé

Les microARNs sont des régulateurs endogènes de l’expression protéique. MiR-378 et miR-378* se trouvent dans un intron du gène Ppargc1b qui code le co-activateur transcriptionnel PGC-1β, régulateur de la dépense énergétique et de la biogenèse mitochondriale. Ces deux miRs étant hautement exprimés dans les cellules cardiaques, nous avons voulu mieux comprendre leur rôle dans ces cellules et identifier leurs cibles à travers un crible protéomique. Nous avons surexprimé ces deux miRs dans des H9c2 et avons identifié 87 protéines sous exprimées en leur présence. Nos analyses bioinformatiques ont permis d’identifier 20 protéines prédites comme cibles des miRs, dont 10 ont été validées par Q-PCR et essais luciférase. Nos résultats montrent que ces miRs ciblent des protéines chaperonnes et/ou régulatrices du calcium impliquées dans le stress du réticulum endoplasmique (RE) comme la GRP78, la PPIA et la caluménine. MiR-378 inhibe également la lactate déshydrogénase A et réduit la prolifération cellulaire alors que miR-378* cible les protéines du cytosquelette : l’actine, la vimentine et la desmine. La surexpression de MiR-378* désorganise le cytosquelette de desmine dans le cardiomyocyte et induit une diminution de la surface du réseau mitochondrial, ainsi que des marqueurs de la chaîne respiratoire. Cette diminution est un effet direct de l’atteinte du réseau de desmine car son sauvetage par un vecteur AAV surexprimant la desmine bloque l’effet du miR. Nos résultats montrent que miR-378 et 378* établissent une lien entre le métabolisme énergétique, le remodelage du cytosquelette et les fonctions du RE via la régulation post-transcriptionnelle des protéines clés de ces voies.

MicroRNAs are endogenous regulators of gene expression. MiR-378 and miR-378* are localized in the first intro of the Ppargc1b gene that codes the transcriptional co-activator PGC-1β, a regulator of energy expenditure and mitochondrial biogenesis. These miRs are highly expressed in cardiac cells. To better assess their role in cardiomyocytes, we identified miR-378 and 378* targets via a proteomic screen. We overexpressed these miRs in an H9c2 cell line and identified 87 down regulated proteins in their presence. Bioinformatic algorithms predicted 20 proteins as targets of the miRs. We validated 10 of them by Q-PCR and luciferase reporter assay. Our results show that these miRs target proteins involved in endoplasmic reticulum stress response such as chaperone and/or calcium buffering proteins GRP78, PPIA and calumenin. MiR-378 also targets lactate dehydrogenase A and impacts on cell proliferation whereas miR-378* targets cytoskeleton proteins actin, vimentin and desmin. MiR-378* disrupts the desmin network in the cardiomyocyte. Its overexpression decreases mitochondrial network area and the expression level of respiratory chain components. This decrease seems to be a direct effect of the damage to the desmin network since its rescue with a desmin-overexpressing-AAV blocks the deleterious effect of miR-378*. Our results show that the miR-378/378* hairpin establishes a connection between energy metabolism, cytoskeleton remodeling and endoplasmic reticulum function through post-transcriptional regulation of key proteins involved in theses pathways.