Les protéines ERG, membres de la famille ETS (étude de la coopération fonctionnelle avec le complexe AP1 et recherche de gènes cibles)

Abstract

Les protéines Ets appartiennent à une vaste famille de facteurs de transcription, qui comprend à ce jour plus d'une trentaine de membres impliqués dans de nombreux processus physiologiques, comme la différenciation et la prolifération cellulaire, ainsi que dans les phénomènes de cancérisation. Au sein de cette famille, nous nous sommes particulièrement intéressés aux protéines Erg (Ets Related Gene) afin d'étudier leurs spécificités fonctionnelles. Nous savons que celles-ci, faibles transactivateurs, sont capables d'établir une coopération fonctionnelle avec l'hétérodimère Jun/Fos. Cette synergie nécessite la formation d'un complexe quaternaire Erg/Jun/Fos/ADN impliquant une interaction physique entre le domaine de liaison à l'ADN des protéines Erg et le domaine basique de Jun. Dans ce contexte, nous avons visualisé dans les cellules vivantes par les techniques de pbFRET (photobleaching Fluorescence Resonance Energy Transfer) et de FLIM (Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy) l'interaction physique entre Erg et Jun et ainsi confirmé le rôle essentiel de la tyrosine 371 de la protéine Erg dans cette interaction. Cette étude nous a également permis de mettre en évidence la localisation nucléaire stricte des protéines Erg et de montrer que leur co-expression avec les protéines Jun n'entraîne pas de délocalisation de l'un ou l'autre de ces facteurs transcriptionnels. Dans la deuxième partie de notre travail, nous avons élargi notre étude à la protéine de fusion EWS-Erg, impliquée dans les sarcomes d'Ewing. Cette protéine oncogénique résulte, suite à la translocation chromosomique t(21 ; 22), de la fusion de la partie N-terminale de la protéine EWS avec la région C-terminale de la protéine Erg. Nous avons montré que cette protéine est capable de transactiver et de fonctionner en synergie avec le dimère Jun/Fos sur l'enhancer du virus du Polyome mais elle semble cependant avoir une activité répressive sur le promoteur de la collagénase1. Ainsi, la protéine EWS-Erg est susceptible de réguler différemment les gènes cibles de Erg, ce qui pourrait en partie expliquer ses propriétés oncogéniques. Ces résultats nous ont amenés à rechercher, par une méthode différentielle, les gènes cibles des protéines Erg et en particulier, à discriminer ceux régulés ou non en synergie avec le complexe AP1. Un gène cible putatif, le gène de la fibronectine1 codant une glycoprotéine de la matrice extracellulaire, s'avère être activé par la protéine Erg. L'ensemble de ce travail nous a permis de mieux comprendre les mécanismes moléculaires avec lesquels les protéines Erg exercent leurs fonctions physiologiques. Ces dernières ne sont pas connues précisément à l'heure actuelle mais la recherche des gènes cibles de Erg permettra certainement de les approfondir.The Ets proteins belong to a large family of transcription factors, which to date includes more than thirty members involved in many physiological processes, such as differentiation, cellular proliferation, and cancerisation mechanisms. Within this family, we have a particular interest in the functional specificities of the Erg (Ets Related Gene) proteins. We know that these weak transcriptional activators are able to establish a functional cooperation with the Jun/Fos heterodimer and that this synergy requires the formation of an Erg/Jun/Fos/DNA quaternary complex, therefore implying a physical interaction between the DNA binding domain of the Erg proteins and the basic domain of Jun. In this context, we used pbFRET (photobleaching Fluorescence Resonance Energy Transfer) and FLIM (Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy) analyses, and we were able to visualize the physical interaction between Erg and Jun in living cells and to confirm the essential role of tyrosine 371 of the Erg protein in this interaction. This study also allowed us to observe the strict nuclear localisation of the Erg proteins and to show that their co expression with the Jun proteins does not involve delocalisation of one or the other of these transcriptional factors. In the second part of our work, we extended our study to the EWS-Erg fusion protein involved in Ewing's sarcomas. This oncogenic protein results of the fusion of the N-terminal part of the EWS protein with the C-terminal part of the Erg protein further to the t(21; 22) chromosomal translocation. We showed that this protein is able to transactivate and to function in synergy with the Jun/Fos dimer on the Polyomavirus enhancer but it seems to have a repressive activity on the collagenase1 promoter. Thus, the EWS-Erg protein might differently control the target genes of Erg, which could partly explain its oncogenic properties. These results led us to seek, by a differential method, the target genes of the Erg proteins and in particular, to discriminate those controlled or not in synergy with the AP1 complex. A putative target gene, the fibronectin1 gene coding a glycoprotein of the extracellular matrix, proved to be activated by the Erg protein. The whole of this work enabled to better understand the molecular mechanisms with which the Erg proteins exert their physiological functions. Although the latter are not precisely known at the present time, the research of the Erg target genes will certainly allow deepening them in the near future.LILLE2-BU Santé-Recherche (593502101) / SudocSudocFranceF