Etude d’un locus soumis à empreinte parentale : le locus GNAS. Rôle des transcrits et maintien de l’empreinte

Study of a Human Imprinted Locus : the GNAS Locus. Role of the GNAS Transcripts and Imprinting Maintenance

• Auteur / Autrice : Virginie Grybek
• Direction : Agnès Linglart, Caroline Silve
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 13/01/2015
• Etablissement(s) : Paris 11
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Signalisations et réseaux intégratifs en biologie (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne ; 2000-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Thérapie génique, génétique, épigénétique en neurologie, endocrinologie et développement de l'enfant (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne ; 2010-2019) - Génomique, Facteurs environnementaux et Biothérapie des Maladies Endocriniennes et Neurologiques (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne)
• Jury : Président / Présidente : Irène Netchine
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Agnès Linglart, Irène Netchine, Anne Barlier, Robert Feil, Laetitia Aubry, Laurent Kappeler, Pierre-François Bougnères
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Anne Barlier, Robert Feil
• DOI : 10.70675/05097b58zc9f4z4766zaf52zce1e7b5b8477

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéines G

Métabolisme -- Régulation

Troubles de la croissance

Cellules souches

Mots clés libres

GNAS

Empreinte parentale

Pseudohypoparathyroïdie

Croissance fœtale

Croissance post-natale

Cellules souches embryonnaires

Cellules souches pluripotentes induites

GNAS

Parental imprinting

Pseudohypoparathyroidism

Fetal growth

Postnatal growth

Embryonic stem cells

Pluripotent induced stem cells

Résumé

GNAS est un locus complexe soumis à l'empreinte parentale. Il code pour cinq transcrits alternatifs dont l’expression est régulée de manière parentale, tissulaire et développementale : la sous-Unité alpha stimulatrice de la protéine G hétérotrimérique (Gαs), XLαs, NESP55, et deux ARNnc, A/B et GNAS-AS1. Gαs est une protéine clé dans la transduction hormonale partageant avec XLαs la capacité de produire l'AMPc intracellulaire après stimulation des récepteurs couplés à Gαs.Dans la première partie de ma thèse, je me suis concentrée sur l'étude du rôle des transcrits de GNAS, en particulier XLαs, dans la croissance fœtale et post-Natale. J’ai profité du modèle unique des pseudohypoparathyroïdies (PHPs), pathologies humaines rare de l’empreinte, causées par des anomalies génétiques ou épigénétiques du locus GNAS altérant le dosage génique des transcrits de GNAS. La croissance anormale est une caractéristique majeure des PHPs.Dans la deuxième partie de ma thèse, j’ai étudié le profil épigénétique du locus GNAS (méthylation de l'ADN et expression des transcrits) dans les cellules souches humaines embryonnaires -HESCs-, dans les cellules pluripotentes induites dérivées à partir de fibroblastes de sujets sains -IPSCs- et dans les cellules redifférenciées en cellules souches neurales et mésenchymateuses. La caractérisation précise du locus humain GNAS en physiologie (cellules souches) et pathologie (PHP) est essentielle pour une meilleure compréhension des processus développementaux importants comme la croissance. L'exploration du phénotype ''croissance'' de différents types de PHPs a permis de mieux comprendre le rôle des transcrits du locus GNAS dans la physiologie et la physiopathologie. L'analyse de cellules des PHPs a permis de mieux caractériser l’impact des anomalies moléculaires du locus GNAS en pathologie humaine. Les hiPSCs peuvent être un outil utile pour étudier les modifications épigénétiques au niveau du locus GNAS.

GNAS is a complex locus subjected to parental imprinting encoding five parental-, tissue- and developmental-Manner regulated transcripts : the alpha stimulatory subunit of the G protein (Gαs), XLαs, NESP55, and two ncRNAs, A/B and the antisens GNAS-AS1. Gαs is a key protein in hormonal signaling sharing with XLαs the ability to produce intracellular cAMP upon stimulation of Gαs-Coupled receptors. In the first part of my thesis, I focused on studying the role of the GNAS transcripts, particularly XLαs, in fetal and postnatal growth. I took advantage of the unique model of pseudohypoparathyroidism (PHP), a rare human disease, caused by genetic or epigenetic abnormalities at the GNAS locus leading to various combinations of GNAS transcripts alterations. Abnormal growth appears to be a major feature of PHP. In the second part of my thesis, I studied the epigenetic pattern of GNAS (DNA methylation and transcripts expression) in human embryonic stem cells -HESCs-, in induced pluripotent stem cells -IPSCs- derived from fibroblasts from healthy individuals, and in cells re-Differentiated from these stem cells in neuronal and mesenchymal cells. The precise characterization of the human GNAS locus in physiology (stem cells) and pathology (PHP) is critical for a better understanding of major processes like growth. Through exploration of the ''growth'' phenotype of different groups of PHPs we have participated to the better understanding of the role of the GNAS transcripts in the physiology and pathophysiology. Human iPSCs may be an useful tool to study epigenetic modifications at the GNAS locus.