Institut Pasteur Rapport d'activité de l'unité Virus oncogènes pour l'année 1999

CNRS1644


Responsable : YANIV Moshe (yaniv@pasteur.fr)

Résumé du rapport

La connaissance de la séquence nucléotidique complète du génome d'un organisme ne permet pas encore d'expliquer comment le programme génétique de cet organisme est mis en route dans le temps et dans l'espace au cours du développement, ni les bases moléculaires à l'origine des dysfonctionnements de ce programme. Pour étudier les bases moléculaires de maladies telles que le diabète de type II ou le cancer, nous avons développé des modèles animaux par inactivation des gènes murins codant pour des facteurs de transcription ou pour des sous-unités des complexes de remodelage de la chromatine. Nous étudions également comment des virus oncogènes comme le papillomavirus perturbe le contrôle de la prolifération cellulaire et comment une différence entre deux cellules filles se produit au cours de la division.

Abstract

Knowledge of the complete nucleotide sequence of the genome of an organism, does not explain how the genetic program of this organism is set up in time and space during development, nor the molecular basis of defects in this program that lead to disease. To study human diseases, such as type II diabetes or malignant cell transformation, we have developed animal models by the inactivation of murine genes encoding for transcription factors or for subunits of chromatin remodeling complexes. We also investigate how oncogenic viruses, such as papillomaviruses, perturb the control of cell proliferation and how diversity between two daughter cells are generated during division.

Texte du rapport

Les proto-oncogènes Jun et Fos : une famille de facteurs de transcription.

Responsable : Moshe Yaniv
Autres membres du groupe : Latifa Bakiri, Stéphane Girardin, Fatima Mechta-Grigoriou et Jonathan Weitzman

Le complexe de transcription AP1 est composé des dimères formés entre les trois protéines Jun (cJun, JunB ou JunD) ou entre les protéines Jun et Fos (cFos, FosB, Fra1 ou Fra2). Plusieurs voies transmettent vers le noyau des signaux externes et internes, modifiant le niveau de phosphorylation, la stabilité ou la synthèse de ces protéines. Ces changements induisent des variations du taux de transcription des gènes cibles importants pour la prolifération, la migration, l'apoptose etc, des cellules. Une inter-dépendance entre la voie d'activation de cJun kinase (JNK), le cytosquelette et les sites d'adhésion des cellules a été mise en évidence. Nous avons aussi montré que la phosphorylation et l'abondance relative de cJun et JunB sont régulées au cours du cycle cellulaire par des kinases cyclines dépendantes et que ces modifications contribuent à l'entrée dans le cycle suivant. A l'aide de souris inactivées pour les gènes junD et cjun, nous avons révélé une redondance fonctionnelle partielle entre cJun et JunD au cours du développement précoce. Par ailleurs, nous avons montré que JunD est essentiel pour inhiber la senescence et l'apoptose de fibroblastes embryonnaires en culture et que cette inhibition dépend de la présence d'un gène p53 sauvage. Des expériences in vivo ont confirmé ce rôle protecteur de JunD. Ces études suggèrent fortement que JunD est un atténuateur de la voie d'activation Ras.

HNF1 alpha et HNF1 beta : développement et maladies

Responsables : Marco Pontoglio et Moshe Yaniv Autres membres du groupe : Claire Chéret, Antonia Doyen, Lionel Gresh, Benoît Viollet

HNF1 alpha (HNF1) et HNF1 beta (vHNF1) sont deux homéoprotéines atypiques homologues qui sont toutes deux absentes chez les nématodes ou la Drosophile mais présentes chez les vertébrés. Par inactivation de ces gènes chez la souris, en collaboration avec l'Unité de Biologie du Développement, nous avons montré que HNF1 beta est essentiel pour le développement normal, son absence bloque le programme de différenciation de l'endoderme viscéral extra embryonnaire. Des expériences de formation de chimères et d'inactivation conditionnelle (CRE-loxP) ont montré que ce gène est également essentiel à des étapes ultérieures pre- et postnatales. Contrairement à HNF1 beta, HNF1 alpha n'est pas essentiel au développement embryonnaire. En revanche, il est crucial pour le fonctionnement normal du foie, du rein et du pancréas. Des mutations de HNF1 alpha et HNF1 beta sont associées, chez l'homme, avec un diabète de type II (MODY3 et MODY5 respectivement). Nous avons montré que ces mutations interfèrent avec la capacité de HNF1 alpha d'activer correctement la transcription. Les îlots beta des souris HNF1 alpha-/- synthétisent l'insuline mais ne la libèrent pas en présence de concentrations élevées de glucose. Chez l'homme, comme chez la souris, les mutations HNF1 alpha diminuent aussi la réabsorption du glucose dans les reins, suggèrant que HNF1 alpha est un modulateur important de l'homéostasie du glucose chez l'homme. Finalement, nous avons montré, en collaboration avec l'Unité de Génétique de la Différenciation, que l'absence de déméthylation et de réorganisation de la chromatine en l'absence de HNF1 alpha, entraîne la perte totale d'expression de certains gènes hépatiques comme la phénylalinine hydroxylase. Une ré-expression partielle de ce gène peut être obtenue après un traitement qui inhibe la méthylation de l'ADN.

Remodelage de la chromatine et contrôle de la croissance cellulaire

Responsables : Christian Muchardt et Moshe Yaniv Autres membres du groupe : Brigitte Bourachot, Serge Garbay, Sigrid Schaper et Agnès Yeivin.

L'ADN des cellules eucaryotes est empaqueté dans un complexe nucléoprotéique appelé chromatine. La réplication, la transcription et la réparation de l'ADN nécessitent un remodelage transitoire des nucléosomes. Le remodelage est, entre autres, assuré par une machinerie multiprotéique qui utilise l'énergie libérée par l'hydrolyse de l'ATP pour modifier les interactions entre l'ADN et les histones dans le nucléosome. Ce complexe est retrouvé sous des formes variables dans tous les organismes, de la levure à l'homme. En étudiant les cellules en culture et l'inactivation de gènes chez la souris, nous avons montré que les deux complexes SWI/SNF, qui diffèrent par leurs sous-unités catalytiques (Brm et Brg1, respectivement), participent à la régulation de la prolifération cellulaire. L'inactivation, chez la souris, de la sous-unité SNF5 commune aux deux complexes, entraîne une létalité précoce (avant le jour 6.5) montrant que cette activité de remodelage de la chromatine est essentielle pour le développement. Les souris hétérozygotes pour SNF5 développent des tumeurs dans un nombre limité de sites. Ces tumeurs, de nature rhabdoïde, confirment que SNF5 est un gène suppresseur de tumeurs, ceci en accord avec les études de l'équipe d'Olivier Delattre à l'Institut Curie sur les tumeurs rhabdoïdes de l'enfant.

Contrôles de la transcription et de la réplication du papillomavirus humain HPV18 : rôle dans la carcinogénèse.

Responsable : Françoise Thierry
Autres membres du groupe : Sophie Bellanger, Isabelle Bouallaga, Caroline Demeret, Sylvain Goyat.

Certains papillomavirus, dont HPV18, sont responsables de la grande majorité des carcinomes épidermoïdes du col utérin qui représentent la deuxième cause de mortalité par cancer chez la femme après celui du sein. Ces virus infectent exclusivement la muqueuse génitale en se multipliant dans les couches supérieures de l'épithélium. Cette spécificité d'infection est principalement due à la transcription virale, contrôlée par un "enhanceosome" spécifique des kératinocytes, que nous avons caractérisé et dont nous étudions le fonctionnement. La conversion maligne des infections à papillomavirus est accompagnée de l'intégration de l'ADN viral dans le génome cellulaire. Les oncogènes viraux E6 et E7, qui altèrent la prolifération normale de la cellule en interférant avec les "anti-oncogènes" cellulaires p53 et pRB, sont alors exprimés. En revanche, les gènes codant pour les protéines régulatrices E1 et E2 sont spécifiquement interrompus. Les mécanismes sous-tendant les rôles des protéines E1 et E2 dans la réplication et la transcription virales et dans le contrôle de la carcinogénèse sont étudiés dans notre groupe.

Division asymétrique des cellules.

Responsable : Benoît Arcangioli
Autres membres du groupe : Atanas Kaykov, Raynald de Lahondès

La différenciation cellulaire au cours du développement, ainsi que le renouvellement des cellules souches, sont associés à un processus de division asymétrique. Une altération dans ce mécanisme conduit à un déséquilibre entre les deux lignages conduisant, à terme, à une hyperprolifération maligne ou, à l'inverse, à une disparition des cellules souches. Nous avons décrit un nouveau type de conversion génique, initié par une coupure d'ADN simple brin et couplé au processus de réplication de l'ADN. Ce mécanisme permet le changement de type sexuel d'une seule des deux cellules filles, au cours des divisions mitotiques. Deux gènes impliqués dans le contrôle de ce processus ont été identifiés : l'ADN polymérase alpha et le gène sap1, qui code pour une protéine se fixant à une séquence spécifique d'ADN à proximité du locus sexuel. Nous avons montré que sap1 participe à la formation de la coupure d'ADN simple brin. Indépendamment, le produit de ce gène est impliqué dans un processus de cohésion/condensation de la chromatine essentiel à la ségrégation correcte des chromosomes en mitose.

Mots clés :
oncogènes, transcription, chromatine, developpement, cycle cellulaire, virus oncogènes, diabète.

Personnel de l'unité

Secrétariat de l'unité

OLLIVIER Edith, IP

Chercheurs de l'unité

ARCANGIOLI Benoît, Chef de Laboratoire IP DEMERET Caroline, Assistant de Laboratoire IP MECHTA-GRIGORIOU Fatima, Assistant de Laboratoire IP MUCHARDT Christian, CR1 CNRS
PONTOGLIO Marco, CR1 CNRS
THIERRY Françoise, Chef de Laboratoire IP

Stagiaires de l'unité

BAKIRI Latifa, Thèse
BELLANGER Sophie, DEA
BOUALLAGA Isabelle, Thèse
CHERET Claire, Thèse
de LAHONDES Raynald, Thèse
GIRARDIN Stéphane, Thèse
GRESH Lionel, Thèse
KAYKOV Atanas, Thèse
SCHAPER Sigrid, Ph.D
VIOLLET Benoît, Ph.D
WEITZMAN Jonathan, Ph.D
YEIVIN Agnès, Ph.D

Autre personnel de l'unité

BOURACHOT Brigitte, Ingénieur d'Etudes CNRS DOYEN Antonia, Technicienne Supérieure de Laboratoire IP GARBAY Serge, Ingénieur de Recherches CNRS GOYAT Sylvain, Technicien de Laboratoire CNRS

Publications de l'unité

En cas de problèmes ou de remarques concernant ce serveur Web, écrire à rescom@pasteur.fr. Cette page a été modifiée pour la dernière fois le Jeudi 18 Mai 2000 à 7 h 45 (Temps Universel) .