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Phosphorylation de la méthyltransférase de l’ADN 1 par les protéines sérine/thréonine kinases.

Lavoie, Geneviève (2012). Phosphorylation de la méthyltransférase de l’ADN 1 par les protéines sérine/thréonine kinases. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Doctorat en virologie et immunologie, 230 p.

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Résumé

La méthylation de 1'ADN joue un rôle central dans la régulation épigénétique de l'expression des gènes durant le développement et la progression de maladies, comme le cancer. Les patrons de méthylation sont acquis très tôt dans 1'embryogenèse et sont maintenus lors de la réplication cellulaire par la méthyltransférase de 1'ADN 1 (DNMTl ). DNMTl est la méthyltransférase de l'ADN la plus abondante dans les cellules somatiques et sa régulation est complexe et encore peu comprise. Plusieurs études ont démontré que la forme humaine de DNMTl était phosphorylée sur plusieurs résidus sérines et thréonines dans différents types cellulaires et conditions physiologiques. Jusqu'à maintenant, l'identification des kinases responsables de cette phosphorylation ainsi que son importance fonctionnelle demeurent peu étudiées. La phosphorylation est l'une des modifications post-traductionnelles majeures et peut avoir divers effets sur les protéines ciblées, telle que la modulation de l'activité enzymatique et des interactions protéiques. Les travaux de recherche présentés dans cette thèse avaient pour objectif d'identifier les protéines sérine/thréonine kinases responsables de la phosphorylation de la DNMTl et de déterminer les effets de cette phosphorylation sur les fonctions de l'enzyme. Nous avons identifié deux familles de protéines sérine/thréonine kinases capables de phosphoryler la DNMTl, soient les protéines kinases C (PKC) et les protéines kinases dépendantes des cyclines (CDK). Dans un premier temps, nos résultats ont démontré que la phosphorylation de la DNMTl humaine par les PKC est spécifique à certains isoformes et cible principalement le domaine N-terminal. L'utilisation de la PKCÇ comme modèle a permis de mettre en évidence l'interaction et la colocalisation entre celle-ci et DNMTl dans le noyau cellulaire. Nous avons également observé une réduction dans le statut de méthylation des gènes à travers le génome lorsque PKCÇ et DNMTl étaient surexprimées dans les cellules HEK-293. Ceci est cohérent avec nos résultats démontrant une réduction de l'activité de DNMTl suite à sa phosphorylation par PKCÇ. Dans un second temps, nous avons identifié la Ser154 de la DNMTl humaine comme un site de phosphorylation ciblé par les CDK. Avec l'aide d'un inhibiteur spécifique de CDKI, 2 et 5, la roscovitine, nous avons démontré la phosphorylation de la DNMTl endogène sur le résidu Ser154 dans les cellules HEK-293. Afin d'étudier l'importance de la phosphorylation de la Sert 54 sur la fonctionnalité de l'enzyme, nous avons muté cette sérine en alanine (S154A). La mutation S154A abolit presque complètement l'activité méthyltransférase de DNMTl, ce qui suggère que ce résidu est important pour son activité enzymatique. De plus, nous avons observé que ce mutant de DNMTl était moins stable que la protéine de type sauvage à la suite d'un traitement avec le 5-aza-dC, un agent déméthylant reconnu pour induire la dégradation de DNMTl via la voie de l'ubiquitine/protéasome. L'ensemble de nos résultats identifie pour la première fois des isoformes de PKC ainsi que les CDK comme des kinases capables de phosphoryler DNMTl. Nos résultats démontrent également l'importance de cette phosphorylation sur l'activité et/ou la stabilité de l'enzyme, se traduisant par une hypométhylation globale du génome dans le cas des PKC, et un rôle potentiel dans l'activation ou le maintient de l'activité de DNMTl pour les CDK. Considérant le fait que les PKC et les CDK sont impliqués dans le développement de plusieurs cancers, nous proposons que la dérégulation des PKC ou CDK pourrait induire une phosphorylation anormale de DNMTl et ainsi mener à l'hypométhylation ou l'hyperméthylation du génome, des phénomènes fréquemment observés dans les cellules cancéreuses.

Type de document: Thèse
Directeur de mémoire/thèse: St-Pierre, Yves
Mots-clés libres: Epigenetique ; pkc ; cdk
Centre: Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt: 27 janv. 2014 21:04
Dernière modification: 09 nov. 2015 19:25
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/2008

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