| Resumé |
La biogenèse du ribosome est un processus complexe qui assure la synthèse protéique indispensable à la croissance et la prolifération cellulaire. Les ribosomopathies telles que l'anémie de Blackfan-Diamond et le syndrome myélodysplasique 5q- sont associées à une mutation ou une délétion d'un gène codant une protéine ribosomique. Le symptôme dominant de ces deux pathologies est une anémie hypoplasique. Pour comprendre le tropisme érythroïde des ribosomopathies, nous avons étudié la biogenèse des ribosomes et les conséquences de son inhibition au cours de l'érythropoïèse humaine normale. D'une part, nous avons déterminé la cinétique de la biogenèse des ribosomes au cours de l'érythropoïèse. Pour cela, nous avons développé une technique de protéomique (Pulse Silac) permettant l'identification et la quantification du renouvellement des protéines ribosomiques au sein d'échantillons d'érythroblastes primaires humains. Ainsi, nous avons mis en évidence un effondrement de la biogenèse des ribosomes à partir du stade érythroblaste basophile. L'inhibition prématurée de la biogenèse du ribosome dans les précurseurs immatures grâce à un inhibiteur spécifique de l'ARN pol I, le CX-5461, conduit à une accélération de la différenciation érythroïde. Ces résultats soulignent un rôle de la biogenèse des ribosomes dans l'érythropoïèse. Puis, nous avons exploré les déterminants de la différenciation érythroïde lorsque la biogenèse des ribosomes s'arrête. Nous observons que cet arrêt est concomitant à une activation de la protéine p53 et de ses gènes cibles spécifiquement impliqués dans la réponse aux dommages à l'ADN et dans l'arrêt du cycle cellulaire, identifiés par ChIP-seq. Enfin, nous avons exploré le mécanisme d'activation de p53 lors de l'arrêt de la biogenèse des ribosomes. La phosphorylation de CHK1 sur la sérine 345, concomitante à l'activation de p53, et l'inhibition de l'activation de p53 par un inhibiteur spécifique d'ATR suggèrent l'implication de la voie de réparation ATR/CHK1/p53. De plus, au cours de la différenciation érythroïde, la structure du nucléole, lieu de biogenèse du ribosome, évolue de nucléoles actifs vers un micronucléole inactif. Ces résultats suggèrent que la différenciation érythroïde pourrait provoquer un stress nucléolaire induisant l'activation de la voie de réparation ATR/CHK1/p53 et un arrêt du cycle cellulaire. En parallèle, deux modèles mimant le syndrome 5q- ont été développés dans les lignées cellulaires UT-7/EPO et K562, dont l'expression du gène codant la protéine ribosomique RPS14 est ciblée par stratégie shARN. La diminution d'expression de RPS14 conduit à une réduction de moitié du contenu cellulaire en ribosomes et une traduction sélective au détriment du facteur de transcription érythroïde majeur GATA1. Afin d'explorer les paramètres qui gouvernent la traduction globale dans ces modèles, nous avons analysé les transcrits exprimés sur les polysomes. Ainsi, il apparaît que les transcrits caractérisés par une courte séquence, avec une extrémité 3'UTR hautement structurée, et un taux élevé de codons optimaux sont les plus affectés en terme d'efficacité de traduction. De plus, une analyse intégrée du transcriptome et du protéome des cellules UT-7/EPO shRPS14 confirme que la régulation post-transcriptionnelle de l'expression des gènes est directement liée à ces critères de sélectivité de traduction. Par ailleurs, nous avons étudié la régulation de la traduction au cours de l'érythropoïèse normale. Nous montrons que les protéines les plus abondantes dans les stades érythroïdes matures correspondent à des transcrits de courte séquence, et avec un taux élevé de codons optimaux. Ces résultats indiquent que les transcrits codant pour les protéines qui s'accumulent au cours de l'érythropoïèse possèdent des caractéristiques optimales pour la traduction en conditions physiologiques, mais qui s'avèrent délétères en condition de disponibilité limitée en ribosomes. (...) |