Phosphorylation et régulation de l’E3 ubiquitine ligase MDM2 par la protéine kinase RSK dans les mélanomes

La voie de signalisation Ras/MAPK (Ras/mitogen-activated protein kinase) régule une variété de protéines intracellulaires qui jouent un rôle important dans la croissance et la prolifération cellulaire. La régulation inappropriée de cette voie de signalisation conduit au développement de nombreux cancers comme le mélanome, qui est caractérisé par des mutations activatrices au niveau des gènes NRAS et BRAF. La protéine kinase RSK (p90 ribosomal S6 kinase) est un composant central de la voie Ras/MAPK, mais son rôle dans la croissance et la prolifération cellulaire n’est pas bien compris. RSK a été montrée pour participer à la résistance des mélanomes aux chimiothérapies, mais le mécanisme moléculaire reste encore à élucider. Nous montrons à l’aide d’un anticorps phospho-spécifique que MDM2 est phosphorylée en réponse à des agonistes et des mutations oncogéniques activant spécifiquement la voie Ras/MAPK. En utilisant des méthodes in vitro et in vivo, nous avons constaté que RSK phosphoryle directement MDM2 sur les Sérines 166 et 186, ce qui suggère que MDM2 est un substrat de RSK. La mutagénèse dirigée envers ces sites nous indique que ces résidus régulent l’ubiquitination de MDM2, suggérant que RSK régule la stabilité de MDM2 et de p53. De plus, nous avons observé que l’inhibition de RSK conduit à une augmentation du niveau protéique de p53 après un dommage à l’ADN dans les cellules de mélanomes. En conclusion, nos travaux suggèrent un rôle important de la protéine kinase RSK dans la régulation de MDM2 et de sa cible, p53. L’étude de ces mécanismes moléculaires aidera à mieux définir le rôle de RSK dans la croissance tumorale, mais également dans la résistance aux agents chimiothérapeutiques. The Ras/mitogen-activated protein kinase (Ras/MAPK) signaling cascade regulates various intracellular targets involved in growth and proliferation. Inappropriate regulation of this pathway leads to many types of cancer, including melanomas, which are characterized by activating mutations in NRAS and BRAF. The protein kinase RSK (p90 ribosomal S6 kinase) is a central component of the Ras/MAPK pathway, but its role in cell growth and proliferation is not well understood. RSK has also been shown to participate in the resistance of melanoma cells to chemotherapy, but the mechanisms involved remain elusive. We show that MDM2 becomes phosphorylated in response to agonists and oncogenes of the Ras/MAPK pathway. Using in vitro and in vivo approaches, we found that RSK directly phosphorylates MDM2 at Ser166 and Ser186, suggesting that MDM2 is a bona fide RSK substrate. Site-directed mutagenesis indicated that these residues regulate MDM2 ubiquitination, suggesting that RSK regulates p53 function in an MDM2-dependent manner. Overexpression of active and inactive mutants of RSK revealed that this kinase regulates p53 stability, suggesting a role for RSK in the DNA damage response. Taken together, our results suggest an important role for RSK in the regulation of MDM2 and its target p53. In view of the role of p53 in the response to DNA-damaging agents, our results provide a potential mechanism involved in melanoma chemoresistance.

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