Regulation of E2F1 Transcription Factor by Ubiquitin Conjugation

Ubiquitination is a post-translational modification that defines the cellular fate of intracellular proteins. It can modify their stability, their activity, their subcellular location, and even their interacting pattern. This modification is a reversible event whose implementation is easy and fast. It contributes to the rapid adaptation of the cells to physiological intracellular variations and to intracellular or environmental stresses. E2F1 (E2 promoter binding factor 1) transcription factor is a potent cell cycle regulator. It displays contradictory functions able to regulate both cell proliferation and cell death. Its expression and activity are tightly regulated over the course of the cell cycle progression and in response to genotoxic stress. I discuss here the most recent evidence demonstrating the role of ubiquitination in E2F1’s regulation

Cytoplasmic and Nuclear Functions of cIAP1

International audienceCellular inhibitor of apoptosis 1 (cIAP1) is a cell signaling regulator of the IAP family. Through its E3-ubiquitine ligase activity, it has the ability to activate intracellular signaling pathways, modify signal transduction pathways by changing protein-protein interaction networks, and stop signal transduction by promoting the degradation of critical components of signaling pathways. Thus, cIAP1 appears to be a potent determinant of the response of cells, enabling their rapid adaptation to changing environmental conditions or intra- or extracellular stresses. It is expressed in almost all tissues, found in the cytoplasm, membrane and/or nucleus of cells. cIAP1 regulates innate immunity by controlling signaling pathways mediated by tumor necrosis factor receptor superfamily (TNFRs), some cytokine receptors and pattern recognition-receptors (PRRs). Although less documented, cIAP1 has also been involved in the regulation of cell migration and in the control of transcriptional programs

IAP-Mediated Protein Ubiquitination in Regulating Cell Signaling

International audienc

Influence de clAP1 sur la prolifération cellulaire

La protéine cIAP1 (cellular Inhibitor of Apoptosis Protein-1) de la famille des IAP (Inhibitor of Apoptosis Protein) est une E3 ubiquitine ligase qui présente des propriétés oncogéniques. Notre équipe s intéresse aux processus permettant la différenciation des monocytes en macrophages. Au cours de la différenciation de nombreux modèles cellulaires (macrophages, cellules dendritiques, cellules épithéliales du colon, cellules souches hématopoïetiques, cardiomyocytes), cIAP1 sort du noyau pour se relocaliser dans le cytoplasme. La plupart des fonctions connues de cIAP1 sont liées à sa localisation cytoplasmique où elle est un régulateur important des voies de signalisation des récepteurs du TNFa et de NF- B. Lors de la différenciation macrophagique, nous avons montré que cIAP1, une fois dans le cytoplasme, induit la dégradation de TRAF-2, un adaptateur moléculaire impliqué dans la transduction du signal des voies des récepteurs du TNFa et de NF- B. Cette dégradation bloque la voie canonique de NF- B et est essentielle à la différenciation terminale des monocytes en macrophages qui nécessite une activation transitoire de cette voie de signalisation. Cependant, cIAP1 est principalement exprimée dans le noyau de différents types cellulaires ce qui n est pas en accord avec son rôle dans la signalisation cellulaire. Mon objectif a donc consisté à identifier les fonctions nucléaires de cIAP1 dans des cellules prolifératives ou lors de la différenciation macrophagique. Mon travail de thèse a permis d identifier un rôle de cIAP1 dans la prolifération cellulaire. cIAP1 interagit avec le facteur de transcription E2F1 et favorise son recrutement sur les promoteurs des Cycline E et A impliquées dans les transitions G1/S et G2 du cycle cellulaire, ce qui augmente l expression des transcrits et des protéines de ces deux cibles. Il semblerait que par cette activité, cIAP1 régule la prolifération des cellules et soit important dans l équilibre entre la prolifération et la différenciation, deux mécanismes cellulaires étroitement liés.The inhibitor of apoptosis protein cIAP1 (cellular inhibitor of apoptosis protein-1) from the IAP family (Inhibitor of Apoptosis Protein) is an E3 ubiquitin ligase that displays oncogenic properties. Our team is interested in the mecanisms that allow macrophagic differentiation from monocytes. cIAP1 is relocalised from the nucleus to the cytoplasm during the differentiation of many kind of cellular models (macrophages, dendritic cells, colon epithelial cells, hematopoietic stem cells, cardiomyocytes). The well-known functions of cIAP1 are associated with its cytoplasmic localisation, where it regulates the TNFa receptors and NF- B signalling pathways. During macrophage differentiation, we show that cIAP1, once it is in cytoplasm, induces TRAF-2 degradation, a molecular adaptator of the TNFa receptors family and NF- B signalling pathways. This degradation blocks the canonical pathway of NF- B and is essential for the terminal differentiation into macrophages that needs a transitory activation of this pathway. However, cIAP1 is mainly expressed in the nucleus on many cell types which is not in accordance with its cell signalling activity. My objective was to investigate the nuclear function of cIAP1 in proliferative cells or during macrophage differentiation. My work identifies a function of cIAP1 in proliferation regulation. cIAP1 interacts with E2F1 transcription factor and favors its recruitment on Cyclins E and A promoters, both involved in G1/S and G2 phases of the cell cycle, which leads to high level of transcript and protein expression of these two targets. It seems that cIAP1 regulates the cellular proliferation and is important for the balance between proliferation and differentiation, two mechanisms tightly connected in cells.DIJON-BU Doc.électronique (212319901) / SudocSudocFranceF

Rôle des inhibitors of apoptosis proteins dans les macrophages

Les macrophages sont des cellules importantes de la réponse immunitaire. Elles sont capables d éliminer des pathogènes, de présenter des antigènes et de sécréter de cytokines. Les macrophages sont obtenus par différenciation des monocytes sanguins par action d agents. Notre équipe s intéresse aux processus permettant la différenciation des monocytes en macrophages sous l action du M-CSF. Des résultats préalables ont mis en évidence une activation spécifique des Caspases-3, -8 et -9, une activation transitoire du facteur de transcription NF-kB et une relocalisation de la protéine cIAP1 du noyau vers des structures associées à l appareil de Golgi (Sordet et al., 2002, Plenchette et al., 2004, Rébé et al., 2007). cIAP1 est un régulateur de la signalisation des récepteurs de la superfamille des TNFR et de l activation de NF-kB. cIAP1 est une ubiquitine ligase, son premier partenaire identifié est la protéine TRAF2, adaptateur moléculaire de voies de signalisation du TNF. Dans ce travail nous avons identifié un rôle de TRAF2 au cours de la différenciation macrophagique : TRAF2 permet l activation de NF-kB nécessaire à ce processus. TRAF2 est ensuite dégradé par le système du protéasome. cIAP1, en ubiquitinylant TRAF2, stimule sa dégradation dans une structure associée à l appareil de Golgi. De plus cIAP1 maintient un niveau faible d expression de TRAF2 dans les macrophages. Dans ces cellules, la restauration de TRAF2 inhibe la sécrétion de cytokines en réponse à une stimulation CD40L. L étude des rôles de cIAP1 dans d autres fonctions des macrophages a montré d une part que cIAP1 semble contrôler la réponse des cellules à l IFN-g : l IFN-g induit une relocalisation de cIAP1 dans des structures vésiculaires résistantes au détergent et une inhibition des IAP stimule la sécrétion d IL-6 en réponse à l IFN-g. D autre part, cIAP1 est un régulateur de la phagocytose, en effet son inhibition spécifique diminue la capacité des macrophages à phagocyter aussi bien des bactéries E. coli que des corps apoptotiques. Cette activité de cIAP1 pourrait être expliquée par sa capacité d interaction avec les membres des Rho GTPases : RhoA, Rac1 et Cdc42, régulateurs de l organisation du cytosquelette et du trafic vésiculaire. Les résultats obtenus au cours de cette thèse ont permis de démontrer l importance de cIAP1 et de TRAF2 dans la différenciation et les fonctions macrophagiques.CIAP1 regulates TNFR superfamily receptors signaling and NF-kB activation. CIAP1 is an ubiquitin ligase, its first identified partner is TRAF2, which is a molecular adaptator of TNF signaling pathways. In this work, we identified a role of TRAF2 during macrophage differentiation : it makes NF-kB activation possible. Then TRAF2 is degraded by the protéasome. cIAP1 stimulates TRAF2 degradation in a Golgi apparatus associated structure by ubiquitinylation and it keeps a low expression level of TRAF2 in the macrophages. TRAF2 expression inhibits cytokines secretion after CD40L stimulation of the cells. Studying cIAP1 in other macrophages functions showed that cIAP1 seems to control the cellular response to the IFN-g. IFN-g induces cIAP1 relocalization in vesicular structure. Furthermore IAPs inhibition stimulates IL-6 secretion in response to IFN-g. Otherwise specific inhibition of cIAP1 regulates phagocytosis of E. coli or apoptotic corpses by macrophages. cIAP1 is able to interact with regulators of the organization of cytoskeleton and vesicular traffic : RhoA, Rac1 and Cdc42. This might explain the cIAP1 involvement in phagocytosis. These results demonstrated cIAP1 and TRAF2 involvement in macrophages differentiation and functions.DIJON-BU Sciences Economie (212312102) / SudocSudocFranceF

Analyse fonctionnelle de cIAP1 (identification d'un rôle dans le remodelage du réseau d'actine)

Cellular Inhibitor of Apoptosis Protein 1 (cIAP1) de la famille des IAP (Inhibitor of ApoptosisProtein) est un oncogène à activité E3-ubiquitine ligase. Notre équipe s intéresse aux processus de différenciation des cellules hématopoïétique. cIAP1 est localisée dans le noyau des précurseurs hématopoïétiques exprimant le marqueur CD34. Lors de leur différenciationnotamment en macrophages ou en cellules dendritiques, cIAP1 est exclue du noyau. L objectif de ma thèse a été de caractériser de nouvelles fonctions nucléaires et cytoplasmiques de cIAP1. Mes résultats ont contribués à mettre en évidence une fonction nucléaire de cIAP1 dans la régulation du cycle cellulaire via le contrôle du facteur de transcription E2F1. Dans le cytoplasme, cIAP1 est un régulateur de l activation de la signalisation NF-kB et TNF-a. cIAP1 est un déterminant de la réponse des cellules au TNF-a, favorisant l activation de NF-kB aux dépens de la mort cellulaire. Le TNF-a est aussi capable de moduler le cytosquelette d actine et les propriétés morphologiques et migratoires des cellules. Dans les fibroblastes, il induit la formation de fines protrusions membranaires riches en actine appelées filipodes. Mes travaux ont montrés que cIAP1, associée à son partenaire historique TRAF2, régule la formation de ces filipodes. Elle est capable d interagirdirectement avec la RhoGTPase Cdc42 et de contrôler son activation après un traitement par le TNF- a, mais aussi EGF. De plus, cIAP1 régule aussi la polarisation de l appareil de Golgi, une fonction spécifiquement attribuée à Cdc42. Cette nouvelle fonction de cIAP1 dans le contrôle de Cdc42 pourrait contribuer aux propriétés oncogéniques de cIAP1Cellular Inhibitor of Apoptosis Protein 1 (cIAP1), a IAP family member (Inhibitor of ApoptosisProtein) is an E3 ubiquitin ligase which displays oncogenic properties. The research project of our team is focused on hematopoietic differentiation. cIAP1 is localized in the nucleus of hematopoietic precursors CD34+, and is excluded to the cytoplasm along macrophage and dendritic cell differentiation. The aim of my thesis was to characterize new nuclear and cytoplasmic fonctions of cIAP1. I have contributed to identify a nuclear function of cIAP1 in the regulation of cell cycle through a control of E2F1 transcription factor. In the cytoplasm, cIAP1 is a well-known modulator of NF-kB and TNF-a signaling pathway. It can determine the response of cells to TNF-a, through stimuling the canonical activation of NF-kB and inhibiting cell death. TNF-a can also promote cytoskeleton remodeling which determine morphogenetic properties including morphology or motility. My results suggest a role for cIAP1, when associated its partner TRAF2, in the control of actin rich protrusions called filipodia upon TNF-a stimulation. cIAP1 can interact and control Cdc42 activation, a member of Rho GTPases protein family. cIAP1/TRAF2 appears to control other process controlled by Cdc42 including, filipodia formation in response to EGF, or Golgi polarization. This function of cIAP1 in the control of Cdc42 could contribute to cIAP1 oncogenic propertiesDIJON-BU Doc.électronique (212319901) / SudocSudocFranceF

The Inhibitor of Apoptosis (IAPs) in Adaptive Response to Cellular Stress

Cells are constantly exposed to endogenous and exogenous cellular injuries. They cope with stressful stimuli by adapting their metabolism and activating various “guardian molecules.” These pro-survival factors protect essential cell constituents, prevent cell death, and possibly repair cellular damages. The Inhibitor of Apoptosis (IAPs) proteins display both anti-apoptotic and pro-survival properties and their expression can be induced by a variety of cellular stress such as hypoxia, endoplasmic reticular stress and DNA damage. Thus, IAPs can confer tolerance to cellular stress. This review presents the anti-apoptotic and survival functions of IAPs and their role in the adaptive response to cellular stress. The involvement of IAPs in human physiology and diseases in connection with a breakdown of cellular homeostasis will be discussed

Les IAP au cœur de la signalisation NF-κB

La fonction des IAP (inhibitors of apoptosis proteins) a longtemps été restreinte à une inhibition de l’apoptose, en raison de leur capacité à lier directement certaines caspases. La mise en évidence d’altérations de l’expression de ces protéines dans des échantillons tumoraux en a fait des cibles privilégiées pour les traitements anticancéreux. De nombreuses molécules ont été développées dans le but d’inhiber la capacité de liaison des IAP avec les caspases. De façon inattendue, ces molécules altèrent considérablement la signalisation NF-κB. Dans cette revue, nous discuterons des travaux récents montrant un rôle central de cIAP1, cIAP2 et XIAP dans la régulation des voies de signalisation conduisant à une activation de NF-κB

Rôle inattendu des IAP dans la régulation transcriptionnelle

International audienceNo abstract availabl