Relations, interactions et fonctions des protéines alternatives

Relation, interactions and functions of alternative proteins

• Auteur / Autrice : Tristan Cardon
• Direction : Isabelle Fournier, Julien Franck
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire
• Date : Soutenance le 10/10/2019
• Etablissement(s) : Université de Lille (2018-2021)
• Ecole(s) doctorale(s) : École graduée Biologie-Santé (Lille ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Protéomique, Réponse Inflammatoire, Spectrométrie de Masse (PRISM)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectrométrie de masse avec ionisation électrospray

Protéines -- Réticulation

Protéomique

Transcriptome

ARN messagers

Interactions protéine-protéine

Mots clés libres

Protéines alternatives

Résumé

Si en transcriptomique le dogme accepté par la communauté veut qu’un ARNm code pour une protéine unique, la protéomique vient de montrer l’inverse. Force de constater que les ARNm peuvent traduire plusieurs protéines. Celles ne suivant pas le cadre de référence sont appelées protéines alternatives (AltProts) et forme le protéome caché ou fantôme. Ces AltProts nécessitent la mise en place de stratégies adaptées pour leur mise en évidence. Leurs caractéristiques physicochimiques spécifiques, telles que leur petite taille permet d’adapter les méthodes classiques de protéomique à leur étude. Dans cet objectif la mise en évidence des AltProts par différentes méthodes d’extraction, notamment adaptées des méthodes de peptidomique, a permis de mettre en évidence les conditions d’enrichissement avant une analyse bottom-up. Ces AltProts sont une nouvelle classe de protéines pour laquelle très peu d’informations fonctionnelle sont connues. Les prédictions de fonction avancées lors des premières constructions de base de données, annonçaient des fonctions dans la régulation des ARN, de la synthèse de protéines et de la régulation d’expression des gènes par association avec des facteurs de transcriptions. Ces prédictions étaient basées sur les homologies de séquences entre les AltProts et les protéines de références (RefProts). Cependant très peu d’études montrent le rôle de ces protéines de manière expérimentale. Afin de mettre en évidence les fonctions de ces AltProts, nous avons choisi de retrouver leurs partenaires d’interaction. À l’heure actuelle, plusieurs méthodes existent permettant d’étudier l’interactome des protéines, toutefois la majorité est dirigée vers une cible, nécessitant parfois des constructions biochimiques ou l’utilisation d’anticorps dirigés, rendant ces méthodes difficiles à mettre en place pour les AltProts. Seule la méthode de Crosslink couplée à la spectrométrie de masse (XL-MS) permet d’observer des interactions cellulaires de manière non ciblée. Cette méthode de pontage chimique, bien que connaissant ses propres limitations, est applicable à la recherche des partenaires d’interaction des AltProts. Cet outil, associé aux logiciels de traitement des réseaux d’interaction, enrichi par les interactions connues entre RefProts dans la littérature, permet de replacer les AltProts dans ces réseaux. Ces réseaux, peuvent ensuite être traités afin de mettre en évidence les voies de signalisation impliquant les RefProts et ainsi déduire les différentes voies de signalisation associées aux AltProts observées crosslinkées aux RefProts.

In transcriptomics the dogma accepted by the community is that a single mRNA codes for a single protein, proteomics has just shown the opposite. It must be said that mRNAs can translate several proteins. These not following the reference framework are called alternative proteins (AltProts) and form the hidden or ghost proteome. These AltProts require the implementation of appropriate strategies to highlight them. Their specific physicochemical characteristics, such as their small size, make it possible to adapt classical proteomic methods to their study. With this objective in mind, the identification of AltProts by different extraction methods, particularly adapted to peptidomic methods, made it possible to highlight the enrichment conditions before a bottom-up analysis. These AltProts are a new class of proteins for which very little functional information is known. Advanced function predictions in the early database constructions announced functions in RNA regulation, protein synthesis and gene expression regulation by association with transcriptional factors. These predictions were based on sequence homologies between AltProts and reference proteins (RefProts). However, very few studies show the role of these proteins in an experimental way. In order to highlight the functions of these AltProts, we have chosen to find their interaction partners. At present, several methods exist to study the protein interactome, however the majority are directed towards a target, sometimes requiring biochemical constructs or the use of directed antibodies, making these methods difficult to implement for AltProts. Only the Crosslink method coupled with mass spectrometry (XL-MS) allows to observe cellular interactions in a non-targeted way. This chemical bridging method, although aware of its own limitations, is applicable to the search for AltProts interaction partners. This tool, combined with the software for processing interaction networks, enriched by the known interactions between RefProts in the literature, makes it possible to replace AltProts in these networks. These networks can then be processed to highlight the signaling pathways involving RefProts and thus deduce the different signaling pathways associated with the observed AltProts crosslinked to the RefProts.