Regulation and function of the DeltaNp73 isoforms after DNA damage (2004)

Les cellules d un organisme subissent chaque jour des stress dus à l environnement (rayons UV, agents chimiques, métaux lourds) pouvant conduire à des lésions du patrimoine génétique ou à un déséquilibre de l état RedOx. De nombreux systèmes cellulaires permettent tout d abord d identifier le dommage puis d induire éventuellement la réparation de l ADN ou la mort de la cellule si le dommage subi est irréversible. Une cellule cancéreuse est le résultat d échecs cumulés des systèmes de contrôle intra et extra-cellulaires et de mort programmée. Identifiée en 1979, la protéine p53 est un facteur de transcription muté dans 50% des cancers. Elle joue un rôle central dans la régulation de la prolifération cellulaire, de la réparation de l ADN et de l apoptose après stress, génotoxique ou non. Etonnamment, p53 semblait jouer seule ce rôle prépondérant qui lui a valu la dénomination de "gardienne du génome", et, pendant 20 ans, toutes tentatives pour caractériser d'éventuels homologues sont restées vaines. En 1997, p73, un homologue de p53, fut identifiée dans la bande p36 du chromosome 1, une région dont la délétion est souvent associée à de nombreux neuroblastomes. La caractérisation de p73 fut accueillie avec enthousiasme et sa grande homologie avec p53 semblait pouvoir expliquer les 50% de cancers présentant une p53 non mutée. L'année suivante, un deuxième homologue fut identifié et caractérisé: p63. Les trois membres de la famille p53 présentent une grande homologie, notamment dans le domaine de liaison à l'ADN : p73 et p63 sont en effet capables d'activer l'expression de nombreux gènes cibles de p53 et d'induire l'apoptose ou de bloquer le cycle cellulaire. Toutefois, 6 ans après leur découverte, p73 et p63 semblent de plus en plus différents de leur "parente" p53. La génération et l'étude de souris déficientes pour les membres de la famille illustrent ces différences : si les souris manquant p53 atteignent normalement l'âge adulte et développent spontanément des tumeurs, les souris manquant p73 ou p63 présentent de graves troubles du développement embryonnaire, indiquant un rôle majeur dans la différenciation cellulaire. Si p73 et p63 présentent une structure globale comparable à p53 (un domaine de transactivation, un domaine de liaison à l ADN et un domaine d oligomérisation, impliqué dans la tétramérisation de la protéine nécessaire à son activité transcriptionnelle), elles possèdent en effet un prolongement du domaine C-terminal, absent de la séquence de p53, et qui semble impliqué dans leurs propriétés propres. La maturation des transcrits de p73 et p63 donne lieu à différents splicing variants (6 pour p73 et au moins 3 pour p63) en C-terminal, dont les fonctions transcriptionnelles et le pattern d'expression sont différents. De plus, les formes les plus longues des deux protéines présentent un domaine SAM (Sterile Alpha Motif), commun à de nombreuses protéines impliquées dans le développement. Ce domaine est souvent muté dans des syndromes humains impliquant p63, ce qui laisse présager un rôle important dans la régulation de l'activité de p63 et p73. Par ailleurs, des formes tronquées en N-terminal ont été décrites dans la souris : ces formes sont nommées , elles ne possèdent pas le domaine de transactivation, au contraire des formes longues (TA). Ainsi, p73 et p63 agissent dans la souris comme dominants négatifs des fonctions pro-apoptotiques de TAp73 et TAp63. Il a été établi par la suite que p73 et p63 sont transcrites à partir d'un second promoteur, localisé dans le troisième intron de la forme longue. L'étude présentée ici décrit la première caractérisation de la forme p73 humaine, la régulation de son expression et de son activité. De même que p73 murine, la forme humaine inhibe les fonctions pro-apoptotiques de TAp73 et p53, via interactions protéines/protéines ou compétition pour les sites de liaison sur les promoteurs cibles. De plus, la présence d un élément de réponse à p53 situé dans le promoteur de p73 caractérise une boucle de régulation négative qui s ajoute à la boucle de régulation MDM2/p53. p73 agissant comme un oncogène, il semble donc que le ratio /TA ou /p53 soit fondamental à l équilibre cellulaire et que sa dérégulation puisse être impliquée dans la formation tumorale, ce ratio pouvant être contrôlé au niveau transcriptionnel ou post-traductionel de la protéine p73. L étude du promoteur de p73 a mis en évidence de nombreux éléments de réponse à différents facteurs de transcription. De récents travaux ayant associé une augmentation de p73 à certains types de neuroblastomes, nous nous sommes particulièrement intéressés à N-Myc, facteur de transcription également amplifié dans certains neuroblastomes. Nous n avons pu toutefois mettre en évidence une activation transcriptionnelle directe de p73 de la part de N-Myc, mais d autres éléments de réponse restent encore à caractériser, notamment NF B et p300, tous deux impliqués dans la régulation de l apoptose. Par ailleurs, l étude de modifications post-traductionnelles de p73 a mis en évidence une rapide dégradation de la protéine après dommages à l ADN induits par rayons Ultra-Violets ou traitement par drogues, libérant ainsi p53 et TAp73 de son inhibition et permettant ainsi l apoptose ou l arrêt du cycle cellulaire. De plus, notre étude a mis en évidence une très brève hémie-vie de la forme par rapport aux formes contenant le domaine de transactivation. Ainsi, le ratio /formes longues pourrait également dépendre d une fine régulation de la dégradation des deux protéines.