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The regulation of the p53 isoform p47 following Endoplasmic Reticulum (ER) stress, and physiological implication of single cancer-derived synonymous mutations in initiation of p53 mRNA translation

Les régulations de l'isoforme de p53, appelé p47, après un stress du réticulum endoplasmique et conséquences physiologiques des mutations synonymes sur l'initiation de la traduction de l'ARNm de p53

par Leila FUSÉE sous la direction de Pierre FENAUX et de Robin FA¿HRAEUS
Thèse de doctorat en Médecine. Oncogenèse
ED 561 Hématologie, oncogenèse et biothérapies

Soutenue le lundi 14 décembre 2020 à Université Paris Cité

Sujets

Mutation inapparente
Protéines p53
Stress du réticulum endoplasmique

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Mots clés	P47, P44, Initiation alternative de traduction, Réponse UPR (Unfolded Protein Response)
Resumé	Bien qu'elles ne modifient pas la séquence protéique associée, les mutations silencieuses, ou mutations « synonymes » peuvent être associées à des maladies, sans que nous n'en connaissions les mécanismes biologiques. Une isoforme de la protéine p53, fameuse « gardienne du génome », appelée p47 est traduite à partir du même ARNm de p53, via l'utilisation d'un second codon d'initiation AUG en position +118 après un stress du réticulum endoplasmique. La voie de signalisation de la kinase PERK a été identifiée comme étant en amont de cette traduction. Cette kinase promeut l'expression de la protéine p47 en modifiant la conformation 3D de l'ARNm de p53 en amont et en aval du second codon d'initiation. Durant ma thèse, j'ai pu démontrer que la protéine p47 n'est pas exprimée à partir d'ARNm murin, ni dans des cellules murines de fibroblastes, ni dans des cellules humaines. Cependant, p47 est bien exprimée à partir de l'ARNm d'origine humaine dans les deux types de cellules. Une première mutation synonyme, P34P, présente au sein du codon 34 et identifiée dans des échantillons de glioblastome interfère dans le repliement 3D de l'ARNm de p53 et ainsi empêche l'expression de la protéine isoforme p47 après un stress du réticulum endoplasmique. Une seconde mutation synonyme, P4P, également identifiée dans des échantillons de glioblastome interfère avec la traduction de p53 sans altérer celle de p47. De plus, l'introduction du codon murin numéro 4 dans la séquence génétique de p53 humain, ou encore la déplétion de la séquence de l'ARNm du codon 34 n'a aucun effet sur l'expression, ni de p53, ni de p47. Cela démontre l'effet spécifique de ces mutations synonymes sur l'expression de p53 et de ces isoformes. L'ensemble de ces résultats suggèrent que la voie de signalisation de p53 pendant un stress du réticulum endoplasmique a évolué depuis la souris vers l'Homme, avec l'initiation de la traduction de p47. Cela illustre également comment la mutation synonyme d'un nucléotide issue d'un cancer peut contrôler la traduction d'une protéine en interférant avec le repliement de l'ARNm associé.

Mots clés

P47, P44, Initiation alternative de traduction, Réponse UPR (Unfolded Protein Response)

Resumé

Bien qu'elles ne modifient pas la séquence protéique associée, les mutations silencieuses, ou mutations « synonymes » peuvent être associées à des maladies, sans que nous n'en connaissions les mécanismes biologiques. Une isoforme de la protéine p53, fameuse « gardienne du génome », appelée p47 est traduite à partir du même ARNm de p53, via l'utilisation d'un second codon d'initiation AUG en position +118 après un stress du réticulum endoplasmique. La voie de signalisation de la kinase PERK a été identifiée comme étant en amont de cette traduction. Cette kinase promeut l'expression de la protéine p47 en modifiant la conformation 3D de l'ARNm de p53 en amont et en aval du second codon d'initiation. Durant ma thèse, j'ai pu démontrer que la protéine p47 n'est pas exprimée à partir d'ARNm murin, ni dans des cellules murines de fibroblastes, ni dans des cellules humaines. Cependant, p47 est bien exprimée à partir de l'ARNm d'origine humaine dans les deux types de cellules. Une première mutation synonyme, P34P, présente au sein du codon 34 et identifiée dans des échantillons de glioblastome interfère dans le repliement 3D de l'ARNm de p53 et ainsi empêche l'expression de la protéine isoforme p47 après un stress du réticulum endoplasmique. Une seconde mutation synonyme, P4P, également identifiée dans des échantillons de glioblastome interfère avec la traduction de p53 sans altérer celle de p47. De plus, l'introduction du codon murin numéro 4 dans la séquence génétique de p53 humain, ou encore la déplétion de la séquence de l'ARNm du codon 34 n'a aucun effet sur l'expression, ni de p53, ni de p47. Cela démontre l'effet spécifique de ces mutations synonymes sur l'expression de p53 et de ces isoformes. L'ensemble de ces résultats suggèrent que la voie de signalisation de p53 pendant un stress du réticulum endoplasmique a évolué depuis la souris vers l'Homme, avec l'initiation de la traduction de p47. Cela illustre également comment la mutation synonyme d'un nucléotide issue d'un cancer peut contrôler la traduction d'une protéine en interférant avec le repliement de l'ARNm associé.