Rôle du complexe de jonction exon-exon (EJC) dans l'épissage de l'ARN pré-messager du gène DMD et dans la différenciation myogénique.

Role of the Exon Junction Complex (EJC) in DMD gene pre-messenger RNA splicing and myogenic differentiation.

• Auteur / Autrice : Dylan Da cunha
• Direction : Sylvie Tuffery-Giraud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Soutenance le 13/12/2022
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physiologie & médecine expérimentale du cœur et des muscles (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Michel Koenig
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Hervé Le Hir
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Cyrille Vaillend, Fabrice Lejeune

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cellules musculaires

Protéines de liaison à l'ARN

Épissage alternatif

Myopathie de Duchenne

Myocytes

Protéines de liaison à l'ARN

Épissage alternatif

Mots clés libres

Gène DMD

Epissage

Ejc

Protéines de liaison à l'ARN

Cellules musculaires humaines

Différenciation

DMD gene

Splicing

Ejc

RNA binding proteins

Human muscle cells

Differentiation

Résumé

L’épissage alternatif des gènes chez les eucaryotes est un mécanisme finement régulé qui permet d’augmenter la complexité du protéome et de diversifier les fonctions cellulaires. Dans les gènes humains, la reconnaissance des sites authentiques d’épissage par le spliceosome est rendue difficile en raison du nombre élevé d’exons et de la présence d’introns de grande taille comme observé dans le gène DMD long de 2.2 mégabases et contenant 79 exons. S’ajoutant aux séquences cis et facteurs trans déjà connus, il a récemment été décrit que le complexe de jonction exon-exon (EJC) contribue au maintien de l’intégrité du transcriptome. Le dépôt du complexe composé de quatre protéines cœur, (eIF4A3, Y14, Magoh et MLN51), 24 nucléotides en amont de chaque jonction exon-exon réprime notamment la survenue d’évènements de ré-épissage indésirables. Durant ma thèse, j’ai étudié le rôle de l’EJC dans l’épissage de l’isoforme musculaire (Dp427m) du gène DMD qui inclut les 79 exons et de l’isoforme ubiquitaire courte (Dp71) alternativement épissée dans le cerveau, en utilisant des approches d’ARNi et de RNA-Seq ciblée dans des lignées cellulaires humaines. Nous montrons que la diminution du niveau d’expression des facteurs de l’EJC dérégule l’épissage des exons 68 à 78 de la région 3’ des transcrits de manière similaire dans les deux isoformes et que les complexes associés ASAP/PSAP participent au contrôle de l’épissage des exons 71 et 78 dont l’inclusion est hautement régulée en fonction des tissus et/ou du stade de développement. Par ailleurs, nous rapportons que la diminution d’expression d’eIF4A3 empêche l’engagement de la différentiation des myoblastes en myotubes. Ainsi, nos données établissent que l’EJC contribue à la fidélité de l’épissage des exons codant pour le domaine C-terminal de la dystrophine, un domaine d’interaction protéine-protéine essentiel pour les fonctions de soutien et de signalisation de la dystrophine, et joue également un rôle dans la différenciation myogénique.

Alternative splicing is a finely regulated mechanism in eukaryotes that allows increasing the complexity of the proteome and diversifying cellular functions. In human genes, recognition of authentic splice sites by the spliceosome is challenged by the high number of exons and the presence of large introns as observed in the 2.2 megabase long DMD gene containing 79 exons. In addition to the already known cis sequences and trans factors, it has been reported that the exon junction complex (EJC) contributes to the maintenance of transcriptome integrity. The deposition of the complex composed of four core proteins (eIF4A3, Y14, Magoh and MLN51) 24 nucleotides upstream of each exon-exon junction represses the occurrence of spurious re-splicing events. During my thesis, I studied the role of EJC in the splicing of the muscle isoform (Dp427m) of the DMD gene which includes all 79 exons and of the ubiquitous isoform (Dp71) characterized by multiple alternative splicing in the brain, using RNAi and targeted RNA-Seq approaches in human cell lines. We have shown that decreasing the expression level of EJC factors deregulates the splicing of exons 68 to 78 in the 3' region of the transcripts in a similar manner in both isoforms and that the associated ASAP/PSAP complexes are also involved in the control of the splicing of exons 71 and 78, whose inclusion level is highly regulated according to tissue and/or developmental stage. We also observed that decreased expression of eIF4A3 prevents the initiation of myoblast differentiation into myotubes. Thus, our data show that the EJC contributes to the fidelity of splicing of exons encoding the C-terminal domain of dystrophin, a protein-protein interaction domain essential for the structural and signaling functions of dystrophin, and also plays a role in myogenic differentiation.