Novel insights into the function and regulation of coding and long non-coding RNAs

Le dogme central de la biologie repose sur la production de protéines à partir de notre ADN. L’ADN est d’abord transcrit en ARN et celui-ci est ensuite traduit en protéine. C’est donc en cette dernière qu’est localisé le “pouvoir exécutif” de la cellule, ce qui explique le fait que les protéines soient devenues le centre d’attention de la recherche. L’ARN, quant à lui, est donc depuis longtemps considéré comme une molécule intermédiaire, dont l’unique raison d’être est le transfert d’information entre l’ADN et les protéines. Pourtant, ces dernières années, les avancées technologiques ont révélé qu’une majeure partie de notre génome, notre ADN, est transcrit en ARNs dits « noncodants » ne donnant pas lieu à une protéine. Ceux-ci sont impliqués dans de nombreux processus cellulaires et de ce fait participent aux pathologies. D’autre part, de nouvelles technologies ont aussi mené à l’observation que le métabolisme des ARNs, codants ou non, est la cible de nouveaux mécanismes de régulation: les modifications chimiques des ribonucléosides. Analysées de manière conjointe, ces découvertes poussent à la révision du rôle des ARNs au sein des processus cellulaires. Dès lors, dans le cadre de cette thèse nous avons voulu mieux comprendre la fonction et la régulation des molécules d’ARN afin d’en révéler le rôle plus central qu’ils jouent dans les processus cellulaire et en particulier, la cancérogenèse. Pour ce faire cette thèse comporte deux parties, la première décrit comment certains ARNs, dit “longs ARNs non-codants” participent au développement et à l’hétérogénéité du cancer colorectal. En effet ces ARNs exercent des fonctions “exécutives” sans être la source d’une protéine. Nous avons identifié 282 long ARNs non-codants dont les profils d’expression reflètent les différentes caractéristiques rencontrées au travers des différents sous-types de tumeurs colorectales. De plus, nos analyses informatiques ont indiqué que ces ARNs font partie intégrante des réseaux de signalisations les plus importants et les plus souvent dérégulés dans les différents sous-types que présente ce cancer. Enfin, et ce via des expériences in vitro nous soutenons la validité de nos analyses informatiques en confirmant le rôle de lncBLID-5, un long ARN non-codant, dans la régulation du cycle cellulaire et de la transition épithéliale vers mésenchymale un processus cellulaire très important dans les cancers colorectaux. Dans la deuxième partie nous avons étudié la méthylation des cytosines de l’ARN, une modification très récemment identifiée. Nous avons découvert que la protéine SRSF2, un facteur général de l’épissage des ARNs, est capable de se lier aux cytosines méthylées et ce plus fortement qu’aux cytosines non-méthylées. Enfin, nous montrons que la mutation P95H de SRSF2, très fréquente chez les patients atteints de leucémie, empêche SRSF2 de favoriser sa liaison aux cytosines méthylées laissant entrevoir de nouvelles explications à l’épissage défectueux conduisant à ce type de cancer. En conclusion nos travaux apportent de nouvelles informations quant à l’implication et la régulation des ARNs codants et non-codants dans le cadre du cancer. Ces résultats devraient nous mener à revoir le rôle qu’occupe l’ARN au sein des processus cellulaires sains ainsi que pathologiques, ouvrant la porte sur une nouvelle dimension de cibles diagnostiques et thérapeutiques.Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Médecine)info:eu-repo/semantics/nonPublishe

Comprehensive identification of long noncoding RNAs in colorectal cancer

Colorectal cancer (CRC) is one of the most common cancers in humans and a leading cause of cancer-related deaths worldwide. As in the case of other cancers, CRC heterogeneity leads to a wide range of clinical outcomes and complicates therapy. Over the years, multiple factors have emerged as markers of CRC heterogeneity, improving tumor classification and selection of therapeutic strategies. Understanding the molecular mechanisms underlying this heterogeneity remains a major challenge. A considerable research effort is therefore devoted to identifying additional features of colorectal tumors, in order to better understand CRC etiology and to multiply therapeutic avenues. Recently, long noncoding RNAs (lncRNAs) have emerged as important players in physiological and pathological processes, including CRC. Here we looked for lncRNAs that might contribute to the various colorectal tumor phenotypes. We thus monitored the expression of 4898 lncRNA genes across 566 CRC samples and identified 282 lncRNAs reflecting CRC heterogeneity. We then inferred potential functions of these lncRNAs. Our results highlight lncRNAs that may participate in the major processes altered in distinct CRC cases, such as WNT/β-catenin and TGF-β signaling, immunity, the epithelial-to-mesenchymal transition (EMT), and angiogenesis. For several candidates, we provide experimental evidence supporting our functional predictions that they may be involved in the cell cycle or the EMT. Overall, our work identifies lncRNAs associated with key CRC characteristics and provides insights into their respective functions. Our findings constitute a further step towards understanding the contribution of lncRNAs to CRC heterogeneity. They may open new therapeutic opportunities.SCOPUS: ar.jinfo:eu-repo/semantics/publishe

Portraying breast cancers with long noncoding RNAs

Evidence is emerging that long noncoding RNAs (lncRNAs) may play a role in cancer development, but this role is not yet clear. We performed a genome-wide transcriptional survey to explore the lncRNA landscape across 995 breast tissue samples. We identified 215 lncRNAs whose genes are aberrantly expressed in breast tumors, as compared to normal samples. Unsupervised hierarchical clustering of breast tumors on the basis of their lncRNAs revealed four breast cancer subgroups that correlate tightly with PAM50-defined mRNA-based subtypes. Using multivariate analysis, we identified no less than 210 lncRNAs prognostic of clinical outcome. By analyzing the coexpression of lncRNA genes and protein-coding genes, we inferred potential functions of the 215 dysregulated lncRNAs. We then associated subtype-specific lncRNAs with key molecular processes involved in cancer. A correlation was observed, on the one hand, between luminal A–specific lncRNAs and the activation of phosphatidylinositol 3-kinase, fibroblast growth factor, and transforming growth factor–β pathways and, on the other hand, between basal-like–specific lncRNAs and the activation of epidermal growth factor receptor (EGFR)–dependent pathways and of the epithelial-to-mesenchymal transition. Finally, we showed that a specific lncRNA, which we called CYTOR, plays a role in breast cancer. We confirmed its predicted functions, showing that it regulates genes involved in the EGFR/mammalian target of rapamycin pathway and is required for cell proliferation, cell migration, and cytoskeleton organization. Overall, our work provides the most comprehensive analyses for lncRNA in breast cancers. Our findings suggest a wide range of biological functions associated with lncRNAs in breast cancer and provide a foundation for functional investigations that could lead to new therapeutic approaches.SCOPUS: ar.jinfo:eu-repo/semantics/publishe