La protéine INT6/EIF3E codée par le gène mammalien correspondant au site d’intégration du rétrovirus Mouse Mammary tumor virus (MMTV) n°6 (int-6), a été impliquée dans le cancer du sein chez la souris et l’homme. Malgré qu’INT6 soit une sous-unité du facteur d’initiation de la traduction eIF3, elle n’est pas essentielle pour la traduction générale mais pour l’expression d’ARNm spécifiques tel qu’il a été montré pour la traduction d’ARNm histones. Elle a aussi été impliquée dans la réplication d’ADN en stabilisant le facteur de licence de la réplication MCM7, dans la réponse aux dommages à l’ADN (DDR) et dans la voie du “nonsense-mediated mRNA decay“ (NMD). Par rapport à cette dernière activité j’ai étudié si INT6 pouvait spécifiquement intervenir au niveau de l’homéostasie des télomères en agissant sur les transcrits TERRA. La délétion d’INT6 par une approche d’ARN interférence révèle une augmentation des niveaux des ARN télomériques TERRA qui est dépendante du chromosome et du type cellulaire. Malgré qu’INT6 soit un facteur du NMD, elle n’agit pas sur la demi-vie des TERRA. Les expériences de DNA-FISH ont montré une augmentation des dommages aux télomères (TIF) dans les cellules en absence d’INT6. Les aberrations observées correspondent à des pertes de télomères (TFE) et des signaux multi-télomériques (MTS). Par la technique de digestion de la chromatine à la nucléase micrococcale, nous avons retrouvé une plus rapide accumulation des mono-nucléosomes aux télomères en absence d’INT6, suggérant un rôle dans la conformation de la chromatine télomérique. Ces résultats mettent en évidence INT6 comme un nouveau facteur régulateur de la stabilité des télomères. / The INT6/EIF3E protein encoded by the mammalian integration site 6 (int-6) gene, has been implicated in mouse and human breast carcinogenesis. Although, INT6 is a subunit of the eIF3 translation initiation factor, it is not essential for bulk translation but for specific mRNAs expression as histone mRNA translation. It has also been implicated in DNA replication by stabilizing the DNA replication licensing factor MCM7, in DNA Damage Response (DDR) and in the Nonsense mRNA Decay (NMD) pathway. Relative to the latter activity, I investigated whether INT6 can specifically meddle in telomere homeostasis by acting on TERRA transcripts. Deletion of INT6 by RNA interference approach revealed an increase in the telomeric RNA TERRA levels which is depending on the chromosome and cellular type. Although INT6 is a NMD factor, it doesn’t change TERRA steady-state. DNA-FISH experiments showed an increase in Telomere Induced Foci (TIFs) in INT6 depleted cells. These aberrations correspond to Telomere Free Ends (TFE) and Multi-Telomeric signals (MTS) which implicate INT6 in DDR. By means of Microccocal Nuclease (MNase) mapping assay, we found a rapid accumulation of telomeric mono-nucleosomes in INT6-depleted cells, suggesting a role in telomeric chromatin structure. These findings evidenced that INT6 is a novel key player in telomere stability.

Différentes observations montrent que la protéine INT6 humaine possède une activité suppresseur de tumeurs. Il a été démontré que chez l’homme le gène int6 était sous-exprimé dans environ 30% des cancers du poumon non à petits cellules et que cette sous-expression était un facteur de mauvais pronostic. Des expériences de criblage double hybride avec INT6 comme appât ont identifié une protéine nommée SLIP1 (SLBP Interacting Protein 1). Un effet de SLIP1 sur la traduction des ARN messager des histones a été montré. Les travaux que j’ai menés indiquent qu’INT6 en interagissant avec SLIP intervient dans le contrôle de la stabilité et de la traduction des ARNs codant pour les histones. Un knockdown d’INT6 provoque une baise des niveaux des histones endogènes sans avoir un effet au niveau d’ARN. Mes études, en révélant un nouveau mécanisme de dans lequel INT6 joue un rôle direct, permettent ainsi de faire le lien entre – d’une part – les fonctions connues de cette protéine dans la traduction et son contrôle et – d’autre part – les effets oncogéniques connus de son altération. Par ailleurs, l’étude de la fonction d’INT6 dans les cellules humaines réalisée par ARN interférence montre une inhibition de la dégradation des ARNm possédant un codon stop prématuré par la voie du Nonsense Mediated mRNA Decay (NMD). Nous avons étudié son action par rapport aux ARNs HTLV-1. Nous avons observé une stabilisation significative des cibles de NMD. Ceci démontre que la protéine Tax interfère avec cette voie de dégradation des ARN d’une part en empêchant l’interaction entre UPF1 et INT6 et d’autre part en interagissant lui-même avec la protéine UPF1 phosphorylée. En agissant sur le NMD, Tax intervient à un niveau post transcriptionel qui pourrait avantager la réplication virale et aussi permettre la tolérance cellulaire aux mutations liées à l'effet mutagénique établi de Tax. / Several observations show that the human protein INT6 has a tumour suppressor activity.It has been demonstrated that in humans the expression of the int6 gene is reduced in about 30% of non-small cell lung cancers and that this under-expression is linked with a bad prognosis. Yeast two hybrid screening experiments using INT6 as bait have led to the identication ofa protein named SLIP1 (SLBP Interacting Protein 1). An effect of SLIP1 on the translation of histone messenger RNAs has been shown. My work indicates that INT6 – through its interaction with SLIP1 – plays a role in the controlof the stability and translation of histone mRNAs. INT6 knockdown induces a reduction of the level of endogenous histones without affecting that of their mRNAs. My studies, by revealing a new histone translation mechanism in which INT6 plays a direct role, establish a connection between – on one side – the known functions of this protein in translation and its control and – on the other – the known oncogenic effects of its alteration. The study of the function of INT6 in human cells by RNA interference resulted in inhibition of the degradation of mRNAs containing a premature termination codon by the Nonsense Mediated mRNA Decay pathway (NMD). Since we identified the HTLV-1 protein Tax as an interactor of INT6, and since some features of HTLV-1 mRNAs suggest that they may be potential NMD targets, we have studied the effect of Tax on the NMD pathway.We have observed that Tax significantly stabilizes NMD targets.We have demonstrated that the interference of Tax with the NMD pathway is mediated through – first – the perturbation of the interaction between INT6 and the NMD factor UPF1 and – second – through direct interaction between Tax and phosphorylated UPF1.Through its effect on NMD, Tax may favor viral replication at a post-transcriptional level as well as enable cellular tolerance for some mutations resulting from the established mutagenic activity of Tax.

Les glioblastomes (GB) sont des tumeurs cérébrales extrêmement agressives, très hypoxiques qui récidivent dans les champs d'irradiation malgré un traitement bien conduit qui associe radio et chimiothérapie. L'hypoxie tumorale et les facteurs de transcription inductibles par l'hypoxie (HIF-1alpha et HIF-2alpha) sont des facteurs importants de résistance aux thérapeutiques anti-cancéreuses, en particulier dans les glioblastomes. Récemment, un nouveau partenaire de HIF-2alpha a été identifié. Il s'agit de la protéine Int6 également connue sous le nom d'eIF3e, sous-unité " e " du facteur d'initiation de la traduction eIF3. De façon intéressante, des études ont montré que les niveaux d'expression d'eIF3e étaient associés à l'état d'avancement tumoral, dans les cancers du sein et du colon. Ces données de la littérature suggèrent que le facteur Int6/eIF3e pourrait être une cible particulièrement intéressante dans les cellules de glioblastome. Au cours de ma thèse et dans l'optique de vérifier cette hypothèse, j'ai démontré sur un plan fonctionnel que l'inhibition d'Int6/eIF3e dans différentes lignées de GB diminue la prolifération en provoquant un arrêt du cycle cellulaire en phase G1 et en augmentant la mort cellulaire, notamment par apoptose et par une augmentation des processus autophagiques. Sur un plan moléculaire j'ai mis en évidence que cette diminution de la survie des cellules de glioblastome en réponse à l'inhibition d'Int6/eIF3e est en partie causée par une réduction de l'expression des HIFs. De plus, l'étude de la biosynthèse protéique et en particulier de la traduction, via l'analyse des ARNm associés aux polysomes combinée à une analyse microarray, a permis de mettre en évidence une modulation de la traduction d'ARNm spécifiques permettant d'expliquer les phénotypes observés. Dans une perspective thérapeutique, j'ai pu démontrer que l'association de l'inhibition d'Int6/eIF3e avec les radiations ionisantes potentialise les effets de l'irradiation sur ces cellules de GB. Enfin sur un plan clinique j'ai mis en évidence une corrélation entre la perte d'expression d'Int6/eIF3e et une augmentation de la survie des patients atteints de GB. En conclusion, mes travaux de thèse ont permis de valider Int6/eIF3e comme une nouvelle cible essentielle pour la survie des cellules de glioblastome en régulant la traduction d'ARNm spécifiques. / Glioblastomas (GB) are very aggressive and malignant brain tumors, with frequent relapses despite an appropriate treatment combining surgery, chemotherapy and radiotherapy. In GB, hypoxia is a characteristic feature and activation of the Hypoxia Inducible Factors (HIF-1a and HIF-2a) has been associated with resistance to anti-cancer therapeutics. Int6, also named eIF3e, is the "e" subunit of the translation initiation factor eIF3, and was identified as novel regulator of HIF-2a. Interestingly, studies led in colon and breast cancers showed that high expression of eIF3e was correlated with a bad prognosis. These data suggest that Int6/eIF3e could become an interesting target in cancer cells and particularly in glioblastoma. During my graduate work and to assess this hypothesis, I first demonstrated at a functional level that Int6/eIF3e inhibition leads to a decreased GB cell proliferation induced by a cell cycle arrest in G1 phase and an increased cell death, especially apoptotic and autophagic processes in various GB cell lines. At the molecular level, I showed that this decreased GB cell survival in response to Int6/eIF3e inhibition was partly due to a reduction in HIFs expression. Moreover, the study of protein synthesis mechanisms, and particularly translation, via polysome-bound mRNA and microarray analyses revealed a modulation in the translation of specific subsets of mRNA, which could potentially explain our phenotypes. From a therapeutic prospect, I demonstrated that combination of Int6/eIF3e inhibition with ionizing radiations potentiates radiation effects on GB cells. Finally, immunohistochemistry studies showed that low expression of Int6/eIF3e is correlated with a longer survival for patients with GB, suggesting a potential relevance for Int6/eIF3e as a prognostic marker. In conclusion, my doctoral work allowed us to identify Int6/eIf3e as a new target essential for glioblastoma cell survival through the regulation of translation of specific mRNA subsets.

Différentes observations montrent que la protéine INT6 humaine possède une activité suppresseur de tumeurs. Il a été démontré que chez l'homme le gène int6 était sous-exprimé dans environ 30% des cancers du poumon non à petits cellules et que cette sous-expression était un facteur de mauvais pronostic. Des expériences de criblage double hybride avec INT6 comme appât ont identifié une protéine nommée SLIP1 (SLBP Interacting Protein 1). Un effet de SLIP1 sur la traduction des ARN messager des histones a été montré. Les travaux que j'ai menés indiquent qu'INT6 en interagissant avec SLIP intervient dans le contrôle de la stabilité et de la traduction des ARNs codant pour les histones. Un knockdown d'INT6 provoque une baise des niveaux des histones endogènes sans avoir un effet au niveau d'ARN. Mes études, en révélant un nouveau mécanisme de dans lequel INT6 joue un rôle direct, permettent ainsi de faire le lien entre - d'une part - les fonctions connues de cette protéine dans la traduction et son contrôle et - d'autre part - les effets oncogéniques connus de son altération. Par ailleurs, l'étude de la fonction d'INT6 dans les cellules humaines réalisée par ARN interférence montre une inhibition de la dégradation des ARNm possédant un codon stop prématuré par la voie du Nonsense Mediated mRNA Decay (NMD). Nous avons étudié son action par rapport aux ARNs HTLV-1. Nous avons observé une stabilisation significative des cibles de NMD. Ceci démontre que la protéine Tax interfère avec cette voie de dégradation des ARN d'une part en empêchant l'interaction entre UPF1 et INT6 et d'autre part en interagissant lui-même avec la protéine UPF1 phosphorylée. En agissant sur le NMD, Tax intervient à un niveau post transcriptionel qui pourrait avantager la réplication virale et aussi permettre la tolérance cellulaire aux mutations liées à l'effet mutagénique établi de Tax.

MCM7, une des sous unités de l'ADN hélicase MCM, est poly-ubiquitinylée quand elle est sur la chromatine en réplication ou en réparation. Pendant la réplication, l'ubiquitinylation dégradative de MCM7 provoque son départ de la chromatine. La proto-oncoprotéine Int6 interagit avec les formes ubiquitinylées de MCM7 pour les protéger de la dégradation. Son absence entraîne la déstabilisation de MCM7 et l'apparition de lésions à l'ADN. La capacité d'Int6 à réguler la dégradation de MCM7 et peut-être d'autres facteurs semble donc primordiale pour la stabilité génomique. Suite à une irradiation causant des cassures de l'ADN, l'ubiquitinylation de MCM7 la stabilise et est stimulée par BRCA1, un suppresseur de tumeur doté d'une activité ubiquitine ligase. Cette stabilisation participerait au rôle de MCM7 dans le signalement des lésions de l'ADN. Ces travaux ajoutent MCM7 à la liste des protéines dont l'ubiquitinylation régule le métabolisme de l'ADN pour maintenir l'intégrité génomique.

Orientador: Nilson Ivo Tonin Zanchin / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-06T21:20:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carneiro_FlaviaRaquelGoncalves_D.pdf: 4565621 bytes, checksum: 26bdfc2a971d3837321625172c6745e8 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O gene que codifica a proteína INT6 corresponde a um dos sítios de inserção do vírus de tumor de glândula mamária em camundongo (MMTV). Esta inserção pode levar à formação de proteínas truncadas sem a porção C-terminal e sem o domínio PCI, descrito como domínio de interação entre proteínas. Neste trabalho, realizamos 3 triagens para a identificação dos ligantes protéicos da proteína humana INT6 (hINT6) pelo método do duplo-híbrido de levedura. Embora interações específicas tenham sido identificadas, não foi possível a confirmação in vitro das novas interações isoladas. Para análises estruturais, usamos a proteína INT6 de Arabidopsis thaliana (AtINT6), visto que a proteína humana expressou em níveis muito baixos na fração solúvel do extrato de Escherichia coli. Análises de dicroísmo circular revelaram que a proteína AtINT6 é rica em estrutura do tipo a-hélice. A região que compreende os aminoácidos 172 a 415, incluindo o domínio PCI, foi identificada por proteólise parcial e espectrometria de massas como um domínio estrutural que após sua clonagem apresentou alto nível de expressão, solubilidade e estabilidade. Este trabalho envolveu também a caracterização da NY-REN-21, que foi isolada pelo duplo-híbrido para a identificação dos ligantes protéicos da proteína hINT6 e representa uma possível ortóloga para o fator de transcrição ZFP38 de camundongo. Ambas as proteínas apresentam um domínio de dimerização (SCAN), 7 domínios dedos de zinco tipo C2H2 na porção C-terminal e uma região central predita como desestruturada. A proteína NY-REN-21 se mostrou parcialmente desenovelada e sua estrutura secundária é afetada pela incubação com EDTA. Ensaios de proteólise limitada, dicroísmo circular e fluorescência confirmaram que sua região central é intrinsicamente desordenada, além de apresentar mobilidade anômala em gel de SDS-PAGE e representa uma fração flexível da proteína. Não foi possível a caracterização da região dos dedos de zinco, pois esta região se mostrou altamente instável. O domínio SCAN da NY-REN-21 é capaz de formar homodímeros e heterodímeros com a proteína SCAND1. Esta interação pode representar uma forma de regulação da atividade da proteína NY-REN-21 / Abstract: The INT6 gene was reported as a frequent genome integration site of Mouse Mammary Tumor Virus (MMTV). This integration may result in truncated forms of INT6 protein lacking its C-terminal region and the PCI domain. It has been reported that this domain is involved in protein-protein interaction. We performed 3 yeast two-hybrid screens in order to identify the human INT6 (hINT6) interaction partners. Although two previously described specific interactions were identified in these screens, it was not possible to confirm the new interactions by in vitro binding assays. The Arabidopis thalina INT6 ortholog (AtINT6) was used for structural analyses, since the hINT6 was insoluble following expression in Escherichia coli. AtINT6 showed CD spectra with high helical content. The region comprising amino acids 172 to 415 forms a compact protease resistant domain as determined by limited proteolysis and mass spectrometry analyses. This domain, comprising the PCI domain sequence, was cloned and expressed in E. coli and showed high solubility and stability. This recombinant protein has the potential to serve as a model protein for three-dimensional structure determination of the PCI domain. We also studied the NY-REN-21 protein, which was isolated as a potential hINT6 interaction partner and represents a putative ortholog of the mouse ZFP38 transcriptional factor. Both proteins are C2H2 type multifinger proteins, containing a conserved oligomerization domain (SCAN) in the N-terminal region and a predicted disordered central region. Our analyses showed that full-length NY-REN-21 is partially unfolded and its secondary structure content is affected by incubation with EDTA. The central region of NY-REN-21 shows an aberrant mobility on SDS-PAGE and is intrinsically unstructured as reveled by circular dichroism, fluorescence and limited proteolysis. The zinc finger region was not characterized because of its unstable nature. The recombinant SCAN domain of NY-REN-21 can form homodimers and heterodimers with the SCAND1 protein. This interaction may represent a novel regulatory mechanism of NY-REN-21 activity / Doutorado / Genetica Animal e Evolução / Doutor em Genetica e Biologia Molecular