ASC-1, TRIP4, Régulation de la myogenèse, Co-régulation transcriptionnelle, Myopathies congénitales, Amyotrophie spinale, Maladies génétiques rares, Transcriptomique, SRF, MyoD

L'étude des co-régulateurs transcriptionnels est un domaine émergeant en Génétique qui attire une attention croissante dans les dernières années. Par l'identification d'une nouvelle forme de myopathie congénitale autosomique récessive due à des mutations dans le gène TRIP4, codant la sous-unité ASC-1 de l'Activating Signal Co-integrator-1 complex, notre équipe a établi que des défauts dans la corégulation transcriptionnelle représentent un nouveau mécanisme associé aux maladies neuromusculaires héréditaires. D'autres patients présentant des mutations du gène TRIP4 ont été diagnostiqués comme atteints d'amyotrophie spinale. Notre laboratoire a aussi établi qu'ASC-1 régule négativement la prolifération et positivement la différenciation et la croissance des cellules myogéniques. L'objectif de mon travail de thèse était d'identifier les voies et mécanismes régulés par ASC-1, en particulier ceux impliqués dans la myogenèse. J'ai contribué à définir le spectre phénotypique de cette nouvelle maladie et à clarifier les corrélations phénotype-génotype par la description génétique, clinique et histopathologique de quatre nouveaux patients issus de deux familles d'origine Rom présentant une même mutation homozygote sur le gène TRIP4, et par une révision de la littérature. J'ai aussi mis en évidence le rôle d'ASC-1 dans la myogenèse précoce en identifiant un retard dans l'induction de la différenciation et dans l'expression de régulateurs clé de la myogenèse, dans des C2C12 Trip4-knocked down. Sur ce modèle, j'ai réalisé une étude transcriptomique au deuxième jour de différenciation qui a révélé que l'absence d'ASC-1 affectait l'expression des gènes précoces de la myogenèse, et plus particulièrement les cibles des facteurs de transcription SRF et MyoD. Parallèlement, j'ai réalisé une analyse transcriptomique d'un muscle de patient TRIP4-knock-out qui a révélé certaines différences avec le modèle knock-down. J'ai donc fait générer une lignée C2C12 Trip4-knockout, via la technologie CRISPR/Cas9, afin de travailler sur un modèle plus stable et proche de la situation pathologique. L'absence totale d'ASC-1 dans le modèle Trip4-knockout s'est avéré plus délétère pour le phénotype de différenciation myogénique, particulièrement au niveau de la fusion des myoblastes et de la formation des myotubes, par rapport au modèle knockdown. Les C2C12 Trip4-KO surexprimaient SRF, MyoD et la Myogénine à partir du deuxième jour de différenciation, comme observé dans les résultats RNAseq de muscle de patient. J'ai montré qu'ASC-1 régule directement l'expression de MyoD mais pas de SRF mais aussi que SRF, le récepteur aux androgènes et une forme phosphorylée de MyoD co-immunoprécipitent avec ASC-1 dans les C2C12. Enfin, j'ai montré qu'ASC-1 est nécessaire pour l'activité de SRF dans les C2C12 et que ASC-1 est capable de transactiver le récepteur aux androgènes. En parallèle, j'ai étudié la régulation transcriptionnelle de la prolifération et du cycle cellulaire par ASC-1. Une analyse transcriptomique sur des fibroblastes de patients a mis en évidence la surexpression des gènes impliqués dans les phases S/G2/M du cycle cellulaire, cibles du complexe répresseur DREAM et du complexe activateur FOXM1-MMB. En travaillant sur une lignée T98G TRIP4-KO, j'ai confirmé la surexpression des gènes impliqués dans ces voies protéiques en absence d'ASC-1 et montré que le facteur de transcription FOXM1 co-immunoprécipite avec ASC-1. Nous supposons que la présence de la protéine ASC-1 réprime l'activité de ce complexe à certains moments du cycle et que la levée de cette répression en absence d'ASC-1 serait responsable du phénotype cellulaire d'hyperprolifération précédemment décrit. Ces résultats ont révélé un rôle novateur d'un coactivateur transcriptionnel ubiquitaire dans un processus cellulaire spécifique tel que la différenciation musculaire, à travers une interaction ciblée avec des facteurs de transcription qui sont les régulateurs maîtres de la myogenèse.