Régulation post-transcriptionnelle et post-traductionnelle de DUSP6, une phosphatase des MAP kinases ERK 1/2.

Résumé Les MAP kinases phosphatases (MKPs) appartiennent à la famille des Dual-Specificity Phosphatases (DUSP) et déphosphorylent les résidus thréonine et tyrosine des MAP kinases activées. DUSP6/MKP-3 est une phosphatase cytoplasmique qui déphosphoryle et donc inactive de façon spécifique les MAP kinases ERK1/2. DUSP6 a un rôle important au cours du développement, particulièrement dans la régulation du signal induit par le FGF, et son absence provoque des effet phénotypiques majeurs chez la Drosophile, le poulet, le poisson-zèbre et la souris. DUSP6 pourrait jouer également un rôle important au cours de la formation et du développement des tumeurs car son expression se trouve altérée dans divers cancers. Pour ces raisons, je me suis intéressée aux mécanismes moléculaires impliqués dans la régulation de son expression, au niveau post-transcriptionnel et post-traductionnel. Des données antérieures du laboratoire ont indiqué que DUSP6 était phosphorylée et dégradée après stimulation des cellules avec des facteurs de croissance, de façon MEK/ERK-dépendante (Marchetti et al. , 2005). Dans la première partie de ma thèse, j’ai étudié le rôle d’autres voies de signalisation dans la régulation de DUSP6. Nous avons montré qu’une autre voie de signalisation, la voie PI3K/mTOR, est responsable d’une partie de la phosphorylation et de la dégradation de DUSP6 induite par les facteurs de croissance (Bermudez et al. , 2008). Toutefois, une activité basale de MEK est nécessaire pour que la phosphorylation de DUSP6 par mTOR ait lieu. Des études de mutagenèse ont montré que la sérine 159 est le résidu phosphorylé par mTOR. La phosphatase DUSP6 pourrait donc constituer un nouveau point d’interaction entre deux grandes voies de signalisation cellulaire activées par les facteurs de croissance, la voie MEK/ERK et la voie PI3K/mTOR. Dans la deuxième partie de mon travail, je me suis intéressée à la régulation de dusp6 au niveau de son ARNm. D’autres équipes ont montré que la voie MEK/ERK jouait un rôle dans l’activation transcriptionnelle de dusp6. Nous avons confirmé que l’inhibition de MEK/ERK réduit fortement les quantités d’ARNm de dusp6. Afin d’étudier la régulation de la stabilité de l’ARNm de dusp6, nous avons cloné dans un vecteur d’expression un gène rapporteur luciférase en amont de la région non codante 3’UTR de dusp6, qui contient des sites consensus pour différents facteurs qui déstabilisent/stabilisent les ARNm. Nous avons trouvé que la voie MEK/ERK stabilise l’ARNm de dusp6. Par ailleurs, des conditions d’hypoxie, une caractéristique de nombreuses tumeurs in vivo, induisent une augmentation des niveaux d’ARNm de dusp6, augmentation qui dépend de HIF-1alpha. Finalement, nous avons identifié deux facteurs qui déstabilisent l’ARNm de dusp6, TTP (tristetraprolin) et PUM2, un homologue du gène pumilio de la drosophile. Les résultats présentés dans cette thèse montrent donc que la voie MEK/ERK est impliquée dans la régulation de DUSP6 à différents niveaux, de la régulation de son ARNm au niveau post-traductionnel, dans une boucle de rétrocontrôle. L’étude de la régulation de DUSP6 apporte des éléments supplémentaires pour la compréhension des mécanismes complexes impliqués dans l’activation d’ERK1/2 au sein du réseau de signalisation des MAPKs, où des régulations positives et négatives contribuent à un contrôle subtil de l’activation des MAP Kinases ERKs dans l’espace et le temps.