Le récepteur ERRα (Estrogen Receptor-Related Receptor alpha) appartient à la superfamille des récepteurs nucléaires. Une forte expression de ERRα est corrélée à un mauvais pronostic, suggérant l’implication de ce récepteur dans le processus métastatique. Mon projet est d'analyser le rôle de ERRα dans les mouvements cellulaires. J’ai montré qu’inhiber ERRα perturbe la migration cellulaire. L’étude des mouvements montre que l’absence de ERRα induit une perturbation de l’orientation cellulaire, du nombre des fibres de stress et des protrusions membranaires. Les cellules migrent de façon désorientée. J’ai démontré l’existence d’une cascade de régulation où ERRα stimule transcriptionnellement l'expression de la protéine BACURD2/TNFAIP1, elle-même régulant la stabilité de RhoA. Inhiber ERRα induit également une surexpression de RhoA, sa suractivation et une perturbation de la migration orientée. Cette cascade a été confirmée par des expériences de complémentation. J’ai vérifié ces résultats par des expériences in vivo et ex vivo, chez les souris KO pour ERRα. L’absence de ce récepteur induit une diminution de l’expression de TNFAIP1 inhibant la dégradation de RhoA et entrainant finalement une perturbation des mouvements cellulaires. Ainsi ERRα régule positivement la migration cellulaire conduisant à une forte potentialité métastatique dans les tumeurs surexprimant ce récepteur.L’ensemble de mes résultats pourrait faire de ERRα une nouvelle cible en vue de nouvelles thérapies anticancéreuses et nous pourrions proposer BACURD2/ TNFAIP1 comme un nouveau marqueur de pronostic dans les cancers. / High expression of the orphan nuclear receptor ERRα is strongly correlated with poor prognosis in various types of tumors, including those of the breast. The fact that high ERRα expression in tumors is also correlated with elevated invasiveness suggests that this nuclear receptor positively regulates cell migration and invasiveness.This possibility was investigated using MDA-MB231 breast cancer cell line as a model. Inactivating ERRα impairs cell migration. Using time-lapse-based cell tracking analysis and Golgi positioning, we show that this impairment is not due to reduced migration speed but rather to cell disorientation. The enhanced number of cell protrusions present in migrating cells and disorganized actin fibers confirm this. In summary cells do migrate but do not sustain persistent linear movement. We observed that upon ERRα inactivation, RhoA, which is instrumental in oriented movement, is overexpressed at the protein level. Further analysis showed that the stability and proteasome-dependent degradation of the protein is affected. To analyze the relationship between ERRα (as a transcription factor) and RhoA protein stability we performed a transcriptomic analysis comparing (by RNA-Seq) wt cells to ERRα-depleted ones. We identified genes regulated by ERRα that are involved in both cell migration (as a biological process) and in protein stability and degradation, more specifically that of RhoA protein (as a molecular process). TNFAIP1/Bacurd2 is stimulated by ERRα and fits these criteria: this protein mediates the Culin3-based, proteasome-dependent of RhoA and its inactivation leads to defects in cell migration.TNFAIP1/RhoA cascade is a major downstream effector of ERRα in cell migration

Les récepteurs nucléaires sont des facteurs de transcription qui exercent leur fonction via le contrôle de la transcription de leurs gènes cibles, une régulation qui est dépendante de cofacteurs associés. Les complexes transcriptionnels ainsi formés dialogueront avec l’environnement chromatinien (méthylation de l’ADN, remodelage des nucléosomes, modifications post-traductionnelles des histones) afin de promouvoir la répression ou l’activation transcriptionnelle des cibles géniques de ces récepteurs. Ce projet a identifié une interaction entre la lysine déméthylase LSD1 et le récepteur nucléaire orphelin ERRα dans des cellules humaines de cancers du sein. LSD1 protège ERRα d’une dégradation protéasomale de manière indépendante de son activité catalytique. Par ailleurs, LSD1 déméthyle H3K9 et H3K4 in vivo, mais est incapable in vitro de déméthyler H3K9. La présence de ERRα révèle cette activité de LSD1 sur H3K9, suggérant que le complexe ERRα -LSD1 agit comme un régulateur positif de la transcription. En ce sens, ERRα et LSD1 régulent un nombre important de gènes communs identifiés par RNAseq. Ainsi, 10 gènes activés ont été sélectionnés et le recrutement de ERRα et LSD1 a été examiné sur ces cibles géniques. En association avec les résultats obtenus in vitro, nous avons observé in vivo qu’en absence de ERRα ou LSD1, les gènes activés par ces deux partenaires présentent une augmentation de la marque répressive H3K9me2 sans affecter H3K4me2 au niveau du site d’initiation de la transcription. En conclusion, LSD1 interagit avec ERRα et inhibe sa dégradation, conduisant à une coopération transcriptionnelle de ces protéines. Pour la première fois, un rôle direct de ERRα sur l’environnement chromatinien a été identifié via l’activité de LSD1 sur des marques répressives d’histones. / Nuclear receptors are transcription factors that cooperate with chromatin associated factors to promote their activities. These transcriptional complexes are able to modulate the chromatin landscape to repress or promote transcription. Interestingly, there is an intricate cross-talk between these complexes and the chromatin environment that can influence each other to coordinate gene expression led by nuclear receptors. Post-translational modifications of histones regulate in part, DNA accessibility and the activities of nuclear receptors. One of these histone modifiers is LSD1, which is known to demethylate lysines 4 (H3K4) and 9 (H3K9) on histone 3. This manuscript focuses on the discovered LSD1-ERRα complex in human cancer cell lines. LSD1 interacts with ERRα, hence, modulates ERRα protein stability via a demethylation independent manner. Moreover, LSD1 is able to demethylate H3K4me2 in vitro but not H3K9me2. Interestingly, we observed that ERRα is able to switch LSD1 activity toward H3K9me2 to promote gene transcription without any additional cofactor in vitro. To confirm this effect in vivo, a transcriptomic analysis on mammary cancer cells was performed and highlights common target genes between ERRα and LSD1. We selected 10 genes activated by both and verified ERRα and LSD1 recruitment on these targets. Moreover, upon knock-down of ERRα or LSD1, the transcriptional start sites of activated genes -bound and regulated by both proteins- are enriched in the repressive mark H3K9me2. Altogether, these results describe a positive regulation of ERRα by LSD1 which in turn, drives the demethylase activity on H3K9me2 to promote transcription. Finally, these data highlight a direct function of ERRα on chromatin landscape.

L'abondance d'éléments génétiques mobiles dans le génome humain a un impact critique sur son évolution et son fonctionnement. Même si la plupart des éléments transposables sont inactifs en raison de l'accumulation de mutations, le rétrotransposon LINE-1 (Long Interspersed Element-1 ; ou L1) continue de se mobiliser et d'influer sur notre génome. Il a ainsi contribué à l'évolution de l'homme moderne, mais aussi à l'apparition de maladies génétiques. Les séquences du rétrotransposon L1 correspondent à 17% de la masse totale de l’ADN humain. Une copie active de L1 est capable de se mobiliser de manière autonome par un mécanisme de type «copier-coller» qui met en jeu un intermédiaire ARN et une étape de transcription inverse. Cependant, peu de choses sont connues sur les voies cellulaires impliquées dans la mobilité de L1. Notre laboratoire a découvert, par des cribles double-hybride, une interaction entre la protéine ORF2p de L1 et le récepteur α associé aux œstrogènes (ERRα), un membre de la famille des récepteurs nucléaires. Ici, nous avons confirmé et étendu cette observation à plusieurs autres membres de la superfamille des récepteurs de stéroïdes en utilisant un test de double-hybride fluorescent (F2H) en culture cellulaire. Pour mieux comprendre le rôle potentiel d’ERRα dans le cycle de rétrotransposition de L1, nous avons effectué des expériences de suppression et de surexpression qui suggèrent qu’ERRα est un régulateur positif de la rétrotransposition. Collectivement, ces données relient les voies de signalisation des stéroïdes avec la régulation post-traductionnelle de la rétrotransposition de L1, ce qui suggère un modèle par lequel ERRα et probablement autres récepteurs nucléaires peuvent recruter le RNP L1 vers des emplacements chromosomiques spécifiques. / The abundance of genetic mobile elements in our DNA has a critical impact on the evolution and function of the human genome. Even if most transposable elements are inactive due to the accumulation of mutational events, the Long INterspersed Element-1 (LINE-1 or L1) retrotransposon continues to diversify and impact our genome, being involved in the evolution of modern humans and in the appearance of genetic diseases or in tumorigenesis. L1 forms 17% of human DNA. It is autonomously active being replicated through an RNA-mediated ‘copy-and-paste’ mechanism. The L1 element encodes two proteins, ORF1p and ORF2p, which associate with the L1 mRNA to form L1 ribonucleoprotein particles, the core of the retrotransposition machinery. However, little is known about the cellular pathways involved in L1 replication. Our laboratory has discovered by yeast 2-hybrid screens an interaction between L1 ORF2p and the estrogen-related receptor α (ERRα), a member of the nuclear receptor family. Here, we confirmed and extended this observation to several other members of the steroid receptor superfamily using a fluorescent two-hybrid assay (F2H) in human cultured cells. To get further insight into the potential role of ERR in L1 replication cycle, we performed ERR siRNA-mediated knock-down and overexpression experiments, which suggest that ERR is a positive regulator of retrotransposition. Moreover, the artificial tethering and concentration of ERR to a large and repetitive genomic array inhibits retrotransposition. Collectively, these data link steroid signaling pathways with the post-translational regulation of L1 retrotransposition, suggesting a model by which ERRα, and probably several other nuclear receptors, can recruit the L1 RNP to specific chromosomal locations, acting as tethering factors.