Role of the BUBR1 kinase in the control of mitotic division and in the prevention of aneuploidy

Rôle de la kinase BUBR1 dans le contrôle de la division mitotique et dans la prévention de l’aneuploïdie

• Auteur / Autrice : Marie Duranteau
• Direction : Zohra Rahmani
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire
• Date : Soutenance en 2015
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Paris Diderot - Paris 7 (1970-2019)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Points de contrôle de la phase M du cycle cellulaire

Kinétochores

Drosophiles

Protéines kinases

Mitose

Résumé

La protéine BubR1 est une protéine clé du mécanisme de surveillance de la transition métaphase-anaphase, lors de la mitose, appelé Spindle Assembly Checkpoint (SAC). Le SAC est essentiel chez les eucaryotes car il permet d'assurer une transmission fidèle de l'information génétique entre les deux cellules filles. Un premier aspect de ma thèse a consisté à étudier la fonction « mitotic timer » de BubR1 chez Drosophila melanogaster, qui régule la durée de la division mitotique. Mes résultats montrent qu'un nouveau motif de BubR1, localisé dans son domaine N-terminal, joue un rôle dans le recrutement de Fzy/Cdc20 au kinétochore et en conséquence dans l'activation du SAC. De plus, il apparaît que cette fonction de BubR1 est corrélée à la quantité de Fzy/Cdc20 recrutée au kinétochore. Dans un second temps, mes travaux de thèse se sont concentrés sur l'identification de nouveaux partenaires de BubR1 durant la mitose. A l'aide de la spectrométrie de masse, nous avons pu identifier la protéine Gnfl, comme étant un partenaire de BubRl. De plus, l'analyse du phénotype mitotique in vivo associé à la perte d'expression endogène du gène Gnfl (par expression de l'ARNi Gnfl) chez D. Melanogaster a permis de mettre en évidence un possible rôle de Gnfl dans la croissance ou l'assemblage des microtubules. En parallèle de l'identification de nouveaux partenaires de BubR1, nous nous sommes intéressés à l'activité kinase controversée de celle-ci. Les essais kinase in vitro ont permis de mettre en évidence une activité kinase de BubR1 et des substrats potentiels : Eip63 et Pontin. De la même façon que pour Gnfl, des analyses phénotypiques in vivo ont été réalisées et semblent montrer des défauts du fuseau mitotique. L'ensemble de mes travaux ont permis de mieux comprendre la fonction « mitotic timer » de BubR1 ainsi que sa fonction SAC, au cours de la mitose, via son interaction avec de nouveaux partenaires.

The protein is a key-component of the mitotic surveillance mechanism called the Spindle Assembly Checkpoint which occurs during metaphase-anaphase transition. The SAC is essential in eukaryotes because it ensures the equal transmission of the genetic content between the two future daughter cells. In one aspect of my thesis work, I looked in more detail at the "mitotic timer" function of BubR1, responsible for regulating the basal timing of mitotic division, in Drosophila melanogaster. My results showed that a new Linear motif, localized in the N-terminal domain of BubR1, is involved in the recruitment of Fzy/Cdc20 to kinetochore and consequently in the SAC activation. Moreover, my data provide evidence that the mitotic function of BubR1 is correlated with the level of recruitment of Fzy/Cdc20 to the kinetochore in Drosophila. In the second part, I looked for new partners of BubRI during mitosis. Using Mass Spectrometry, we were able to identify the protein Gnfl as a new BubR1 partner. Moreover, the in vivo analysis of the mitotic phenotype associated with the endogenous loss of Gnfl expression (by Gnfl RNAi expression) has provided new evidence for a role of Gnfl in the spindle microtubules dynamics. Finally, I got interested in the kinase catalytic activity of BubRI which has been so far controversial. I showed by in vitro kinase assays that Drosophila BubRI kinase is indeed catalytically active and that it phosphorylates in vitro two novel substrates, Eip63E and Pontin. Using the same approach as for Gnfl, in vivo phenotypic analysis were carried out in ARNi expressing neuroblasts and preliminary data show defects in the mitotic spindle assembly. Altogether, my data has provided novel insights to better understand the "mitotic timer" function of BubR1 as well as its SAC function during mitosis via the identification of novel BubRI partners and substrates.