Rôle de NF90 dans la voie des miARNs

Role of NF90 in the miRNA pathway

• Auteur / Autrice : Giuseppa Grasso
• Direction : Rosemary Kiernan
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Soutenance le 08/11/2021
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de génétique humaine (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Florence Apparailly
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Rosemary Kiernan, Florence Apparailly, Dominique Weil, Michele Trabucchi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Dominique Weil, Michele Trabucchi

Mots clés

Mots clés contrôlés

ARN messagers

Cancer

MicroARN

Mots clés libres

MicroARNs

Cancer

Nf90

Risc

MicroRNAs

Cancer

Nf90

Risc

Résumé

Le facteur nucléaire 90 (NF90) est une protéine de liaison à l’ARN (RBP) double brin qui est impliquée dans une pléthore de différents processus et voies cellulaires à la fois dans le noyau et le cytoplasme, tels que la transcription, l’épissage, la traduction et la stabilité ou la dégradation de l’ARNm. Pour cette raison, la compartimentation de NF90 dans le noyau ou le cytoplasme est un processus très important contrôlé par plusieurs stimuli tels que l’infection virale ou l’hypoxie. Au cours de cette thèse, nous avons analysé le rôle de NF90 dans la biogenèse des microARN (miARN) dans le noyau, et son rôle dans le contrôle de la traduction et la stabilité des ARN messagers (ARNm), dans le cytoplasme.Il a récemment été montré que la fraction nucléaire de NF90 est impliquée dans la régulation de la biogenèse des miARN en réprimant l’activité du microprocesseur. Cependant, ce mécanisme, que notre laboratoire avait précédemment lié à la progression et aux métastases du carcinome ovarien, n’est pas entièrement compris. Ici, nous montrons l’étendue de la régulation des pri-miARN médiés par NF90 dans le carcinome hépatocellulaire (CHC), pour lequel NF90 est un facteur de mauvais pronostic connu. Des approches à l’échelle du génome ont révélé que NF90 augmente potentiellement l’abondance de 286 miARN dans la lignée cellulaire HepG2. Parmi ceux-ci, 22 pri-miARN sont directement associés à NF90 via leur région en tige, alors qu’il ne sont pas liés au microprocesseur. Les pri-miARN ciblés par NF90 sont principalement introniques, très stables et ont une énergie libre plus faible et moins de mésappariements par rapport à tous les pri-miARN humains. Un groupe d’ARNm hébergeant des pri-miARN modulés et liés à NF90 était significativement diminué après la perte de NF90 ou présentait un défaut d’épissage dans les introns contenant les pri-miARN. Ces résultats suggèrent que NF90 est impliqué dans la biogenèse d’un sous-ensemble de miARN introniques hautement stables.Dans le cytoplasme, NF90 se lie aux ARNm, augmentant leur stabilité ou influençant leur traduction. Cependant, le mécanisme exact est encore largement inconnu. Ici, nous montrons que NF90 interagit avec des RBP impliquées dans le silençage induit par l’ARN (RISC), telles que le virus de la leucémie Moloney 10 (MOV10) et Argonaute 2 (Ago2), d’une manière dépendante de l’ARN. Lors de la sédimentation en gradient de glycérol, nous avons constaté que NF90, MOV10 et Ago2 peuvent être trouvés dans le même complexe dans la lignée cellulaire HEK293T. En utilisant les données publiées d’immunoprécipitation après cross-linking de NF90 (eCLIP) et de cross-linking UV à résolution nucléotidique de MOV10 (iCLIP), nous avons constaté que NF90 et MOV10 peuvent se lier aux 3’UTR des mêmes ARNm. Les analyses d’immunoprécipitation d’ARN (RIP) suggèrent que la liaison de MOV10 aux ARNm cibles pourrait empêcher ou réduire la liaison de NF90 sur les mêmes cibles, et vice versa. De plus, la perte de NF90 augmente l’association d’Ago2 aux ARNm cibles tout en réduisant leur abondance. Ces résultats suggèrent que NF90 pourrait avoir un rôle dans le silençage induit par RISC en inhibant sa fonction et en stabilisant les ARNm.

Nuclear Factor 90 (NF90) is a double-stranded RNA-binding protein (RBP) found in both the nucleus and the cytoplasm that is involved in a plethora of different cellular processes and pathways, such as transcription, splicing, translation and mRNA stability or degradation. For this reason, NF90 compartmentalization and shuttling from the nucleus to the cytoplasm is a very important and strictly controlled process, guided by several stimuli such as viral infection or hypoxia. With this PhD we analyzed the role of NF90 in the microRNA (miRNA) biogenesis, in the nucleus, and its role in translational control and messenger RNA (mRNA) stability, in the cytoplasm.In the nucleus, NF90 was recently shown to be involved in miRNA biogenesis regulation by negatively affecting the Microprocessor activity. However, this mechanism, which our lab previously linked to ovarian carcinoma progression and metastasis, is not fully understood. Here, we show the extent of NF90-mediated pri-miRNA regulation in hepatocellular carcinoma (HCC), for which NF90 is associated with poor prognosis. Genome-wide approaches revealed that NF90 increases the abundance of 286 miRNAs in HepG2 cell line. Of these, 22 pri-miRNAs are directly associated with NF90 through their stem region, in a manner that is largely exclusive of Microprocessor. NF90-targeted pri-miRNAs are mainly intronic, highly stable and have lower free energy and fewer mismatches compared to all human pri-miRNAs. A group of mRNAs hosting NF90-bound and modulated pri-miRNAs were significantly downregulated after loss of NF90 or showed splicing defects in the introns containing the pri-miRNAs. These findings suggest that NF90 is involved in the biogenesis of a subset of highly stable, intronic miRNAs.In the cytoplasm, NF90 was shown to bind mRNAs, which increases their stability or influences their translation. However, the exact mechanism is still largely unknown. Here, we show that NF90 interacts with RBPs involved in RNA-induced silencing complex (RISC)-mediated silencing, such as Moloney leukemia virus 10 (MOV10) and Argonaute 2 (Ago2), in an RNA-dependent manner. Upon glycerol gradient sedimentation, we found that NF90, MOV10 and Ago2 can be found in the same complex in HEK293T cell line. Using published data of NF90 and MOV10 enhanced crosslinking immunoprecipitation (eCLIP) and individual-nucleotide-resolution UV crosslinking (iCLIP), respectively, we identified a subset of mRNAs that can be bound by both NF90 and MOV10 in the 3’UTR. RNA immunoprecipitation (RIP) analyses suggest that the binding of MOV10 to target mRNAs might prevent or reduce the binding of NF90 on the same targets, and vice versa. Moreover, loss of NF90 increased association of Ago2 to the target mRNAs while reducing their abundance. These findings suggest that NF90 might have a role in RISC-mediated silencing by modulating Ago2 association with mRNAs and thereby enhancing their stability.