Projet ANR-13-JSV2-0005 – SUMOPiv : Rôle de PML dans la sumoylation spécifique par SUMO1 ou SUMO2 in vivo
Programme : JCJC- SVSE 2 – Biologie cellulaire, biologie du développement  et cellules souches (JCJC SVSE 2) 2013
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Valérie LALLEMAND-BREITENBACH (Laboratoire Pathologie moléculaire et virologie)
Partenaires : Pathologie et Virologie Moléculaire
Montant : 229840.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 36 mois
Résumé : La sumoylation a récemment émergée comme modification essentielle des protéines contrôlant  leurs interactions, leur localisation sous-cellulaire et leur stabilité, à l’état basal et sous stress. Trois paralogues SUMO avec une capacité de conjugaison covalente ont été identifiés et sont différemment régulés, en particulier sous stress cellulaire. Nous avons récemment montré que PML, une protéine qui organise les corps nucléaires en nucléant (CNs), contrôle la sumoylation des nombreuses protéines qu’elle recrute, impliquant PML comme un régulateur clé de la modification par SUMOs. Les corps nucléaires PML sont ont été impliqués dans de nombreux processus cellulaires comme la mort cellulaire, la réparation de l’ADN, ou encore l’auto-renouvellement des cellules souches. Parce que les CNs sont également sensibles au stress, PML pourrait être impliqué dans la modulation de la sumoylation en réponse au stress.
Pour comparer la sumoylation différentielle par les paralogues SUMOs in vivo ainsi que sa régulation par le stress oxidant et par les CNs, nous collaborerons avec le laboratoire de Niels Brose pour obtenir les souris knock-in dans lesquelles des tags (His)x6 et HA ont été mis en phase avec SUMO1. Ce même laboratoire construit actuellement des souris knock-in pour (His)x6-HA-SUMO2 qui devraient être disponibles bientôt et est intéressé par une collaboration avec la coordinatrice pour ce projet. Les protéines conjuguées aux (His)x6-HA-SUMO1 ou 2 pourront être purifiées et séquencées par spectrométrie de masse. Ces animaux permettront une comparaison précise de la sumoylation balsale et après traitement avec des oxydants, et dans les différents tissus par crible protéique. Nous croiserons ces souris knock-in avec les souris déficientes en PML pour établir le rôle de PML dans la modulation de la conjugaison par SUMO1 ou 2 in vivo, à la fois de façon basale et sous stress oxydant pour induire la formation des CNs. Une étude bioinformatique permettra de mettre en évidence les grandes voies modulées par les différents paralogues sous le contrôle de PML. Nous examinerons ensuite comment la conjugaison par les différents paralogs régule la localisation sous-cellulaire des protéines partenaires de PML mais aussi celles identifiées dans le crible pour être sumoylées de façon dépendante de PML.
PML est une protéine elle-même très sumoylée. Il a été proposé que PML soit modifiée par de multiple modifications post-traductionnelles comme l’acétylation, la phosphorylation ou l’ubiquitination, qui contrôleraient sa sumoylation. Aussi, le coordinateur souhaite directement caractériser par spectrométrie de masse les modifications subies in vivo par PML, en comparant des purifications simples de PML ou double des formes sumoylées de PML (double purification (His)x6-SUMO et PML). Les acides aminées identifiés seront mutés et ces mutants seront réintroduits en fibroblastes primaires pml-/-, afin d’étudier le rôle de ces modifications dans l’assemblage des CNs, la sumoylation de PML en particulier sous arsenic ainsi que la sumoylation des partneraires. 
Ainsi, ces études devraient produiront d’importantes avancées dasn la compréhensions de la régulation fine de la sumoylation in vivo, alors que la plupart des études sur SUMOs ont été menées par sur-expression en culture. Elles produiront des outils importants pour la communauté scientifique et qui pourront être utilisés pour du criblage de drogues, nos études menées au préalable ayant montré l’efficacité thérapeutique de l’induction de la sumoylation par l’arsenic sur PML.