Les facteurs de transcription ETS sont divisés en sous-familles en fonction de leurs similitudes en matière de séquence protéique, de séquences de liaison à l'ADN et d’interactions avec différents cofacteurs. Ils sont régulés par des signaux extracellulaires et contribuent à divers processus cellulaires, dont la prolifération cellulaire et la transformation tumorale. Les gènes de la famille ETS sont fréquemment ciblés par des processus oncogéniques que ce soit des translocations chromosomiques ou des gains du nombre de leurs copies. Le gène PU.1/SPI1 est également ciblé par des mutations ponctuelles inactivatrices dans les hémopathies myéloïdes humaines. Nous avons étudié une mutation somatique récurrente du gène PU.1/SPI1 (c.676C>G, p.Q226E), identifiée chez environ 6% des patients atteints d’une macroglobulinémie de Waldenström (MW), un syndrome lymphoprolifératif B chronique rare. La mutation modifie les caractéristiques de liaison à l'ADN de la protéine mutante, passant des séquences classiques reconnues par SPI1 à des séquences reconnues par d’autres protéines ETS comme ETS1, et d’une liaison à des régions enhancer à une liaison à des régions promotrices. La liaison accrue du mutant de SPI1 aux régions promotrices active des programmes transcriptionnels impliquant des voies de signalisation intracellulaire généralement favorisées par d'autres membres de la famille ETS. Les conséquences fonctionnelles de cette mutation sont une augmentation de la prolifération cellulaire et une diminution de la différenciation lymphoïde B terminale dans une lignée cellulaire modèle et des échantillons primaires de MW. Nous décrivons ici un mécanisme de subversion oncogénique de la fonction d’un facteur de transcription suite à la modification subtile de la spécificité de liaison à l'ADN de la protéine mutante, menant à un arrêt de différenciation. La démonstration qu'une mutation somatique ponctuelle peut modifier l'équilibre de liaison d’un facteur de transcription à l’échelle du génome fournit un paradigme mécanistique sur la façon dont les mutations faux sens dans les gènes codant pour des facteurs de transcription pourraient être oncogéniques dans les tumeurs humaines. / The ETS-domain transcription factors are divided into subfamilies based on protein similarities, DNA binding sequences and interaction with cofactors. They are regulated by extracellular clues and contribute to a variety of cellular processes, including proliferation and transformation. ETS genes are targeted by oncogenic processes through chromosomal translocations and copy number gains. The PU.1/SPI1 gene is also targeted by inactivating point mutations in human myeloid malignancies. We investigated a recurrent somatic missense mutation (Q226E) of the PU.1/SPI1 gene in Waldenström macroglobulinemia, a human B-cell lymphoproliferative disorder. The mutation changes DNA binding of the mutant protein from classical SPI1 to ETS1-like sequences, shifting the balance from binding to promoter regions from enhancers. Increased binding by mutant SPI1 at promoters activates gene expression of intracellular signaling pathways typically promoted by other ETS factor family members. The functional consequences are decreased terminal B-cell differentiation in a model cell line and primary samples. In summary, we describe oncogenic subversion of transcription factor function through subtle alteration DNA binding specificity leading to differentiation arrest. The demonstration that a somatic point mutation subtly changes the balance of genome binding provides a mechanistic paradigm for how missense mutations in transcription factor genes may be oncogenic in human tumors.

B cells are capable of producing antibodies of diverse antigen specificities and effector functions to counter infection by a wide range of pathogens. The diversification of immunoglobulin (Ig) is achieved through a series of programmed DNA recombination and mutagenic events during B cell maturation. A key factor involved in the Ig diversification process is Activation Induced Cytidine Deaminase (AID). AID is a B cell specific enzyme that is critical for three distinct pathways of Ig diversification: class switch recombination, somatic hypermutation and Ig gene conversion. AID functions by deaminating cytosine to uracil in target DNA at the Ig loci. Although essential for effective immunity, the mutagenic activity of AID needs to be confined to the Ig loci in order to protect genomic integrity, but the underlying mechanism is not fully understood. In this study, I show that two lymphoid specific transcription factors, PU.1 and IRF4, play important roles in regulating AID function in chicken B cells. PU.1 and IRF4 have been implicated in many aspects of B cell development and function. The two factors could form a heterodimer and regulate target gene expression cooperatively. However, we found that PU.1 and IRF4 appear to have different impacts on AID function. We show that PU.1 is important for the expression of AID gene in chicken B cells, and the regulation appears to involve direct interaction of PU.1 with the AID gene. By comparison, IRF4 plays a minor role in AID expression. On the other hand, both PU.1 and IRF4 are required for efficient gene conversion that is mediated by AID at the Igλ locus. Moreover, the gene dosage of PU.1 is critical for AID function, since a severe gene conversion defect is observed in PU.1+/- cells. The function of PU.1 and IRF4 in AID-mediated gene conversion involves binding sites for the PU.1/IRF4 complex within a regulatory element at the Igλ locus. Future studies will be directed at understanding how PU.1 and IRF4 regulate AID-mediated gene conversion. / text

No description available.

PU.1 downregulation within haematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs) is the primary mechanism for the development of acute myeloid leukaemia (AML) in mice with homozygous deletion of the upstream regulatory element (URE) of PU.1 gene. p53 is a well known tumor suppressor that is often mutated in human haematologic malignancies including AML and adds to their aggressiveness; however its genetic deletion does not cause AML in mouse. Deletion of p53 in the PU.1ure/ure mice (PU.1ure/ure p53-/- ) results in more aggressive AML with shortened overall survival. PU.1ure/ure p53-/- progenitors express significantly lower PU.1 levels. In addition to URE deletion we searched for other mechanisms that in absence of p53 contribute to decreased PU.1 levels in PU.1ure/ure p53-/- mice. We found involvement of Myb and miR-155 in downregulation of PU.1 in aggressive murine AML. Upon inhibition of either Myb or miR-155 in vitro the AML progenitors restore PU.1 levels and lose leukaemic cell growth similarly to PU.1 rescue. The MYB/miR-155/PU.1 axis is a target of p53 and is activated early after p53 loss as indicated by transient p53 knockdown. Furthermore, deregulation of both MYB and miR-155 coupled with PU.1 downregulation was observed in human AML, suggesting that MYB/miR-155/PU.1 mechanism may be involved...

9 Abstract Enhancers are distal cis - regulatory DNA sequences that regulate (enhance) transcription of the respective gene driven by its promoter. Enhancers are found in non-coding DNA upstream or downstream of the gene coding sequence, or in introns or coding regions that are located up to hundreds kb away from the gene. Superenhancers are newly discovered clusters of multiple enhancers that play a vital role in activating tissue-specific genes, determining cell identity and regulating differentiation. PU.1 is the transcription factor (TF) that is necessary for normal haematopoiesis, specifically for the development of myeloid and lymphoid blood lineages. Distinct levels of PU.1 induce differentiation of hematopoietic cells into different cell lineages whereby disruption of PU.1 levels leads to leukemogenesis. High PU.1 levels stimulate macrophage development, while intermediate levels stimulate the development of granulocytes. This diploma thesis seeks to contribute to addressing the interesting biological question of what are the regulatory mechanisms to ensure that granulocytic genes are activated only at the intermediate concentration of PU.1, whereas macrophage genes are activated only at its high levels. The aim of this diploma thesis was to create a series of reporter vectors carrying regulatory...

Hematopoiesis is coordinated by a complex regulatory network of transcription factors among them PU.1 (Spi1, Sfpi1) and GATA-1 represent key molecules. GATA-1 and PU.1 bind each other on DNA to block each others transcriptional programs to prevent development of undesired lineage during hematopoietic commitment. Murine erythroleukemia (MEL) cells, transformed erythroid precursors that are blocked from completing the late stages of erythroid differentiation, co-express GATA-1 and PU.1 and as my and others data document, are able to respond to molecular removal (down-regulation) of PU.1 or addition (up-regulation) of GATA-1 by inducing terminal erythroid differentiation. We provide novel evidence that downregulation of GATA-1 or upregulation of PU.1 induces incompletely differentiation into cell cycle arrested monocytic-like cells. Furthermore, PU.1- dependent transcriptome is negatively regulated by GATA-1 in MEL cells, including CCAAT/enhancer binding protein alpha (Cebpa) and Core-binding factor, beta subunit (Cbfb) that encode additional key hematopoietic transcription factors. Chromatin immunoprecipitation and reporter assays identified PU.1 motif sequences near Cebpa and Cbfb that are co-occupied by PU.1 and GATA-1 in the leukemic blasts. Furthermore, transcriptional regulation of these loci by...

Hematopoiesis is coordinated by a complex regulatory network of transcription factors among them PU.1 (Spi1, Sfpi1) and GATA-1 represent key molecules. GATA-1 and PU.1 bind each other on DNA to block each others transcriptional programs to prevent development of undesired lineage during hematopoietic commitment. Murine erythroleukemia (MEL) cells, transformed erythroid precursors that are blocked from completing the late stages of erythroid differentiation, co-express GATA-1 and PU.1 and as my and others data document, are able to respond to molecular removal (down-regulation) of PU.1 or addition (up-regulation) of GATA-1 by inducing terminal erythroid differentiation. We provide novel evidence that downregulation of GATA-1 or upregulation of PU.1 induces incompletely differentiation into cell cycle arrested monocytic-like cells. Furthermore, PU.1- dependent transcriptome is negatively regulated by GATA-1 in MEL cells, including CCAAT/enhancer binding protein alpha (Cebpa) and Core-binding factor, beta subunit (Cbfb) that encode additional key hematopoietic transcription factors. Chromatin immunoprecipitation and reporter assays identified PU.1 motif sequences near Cebpa and Cbfb that are co-occupied by PU.1 and GATA-1 in the leukemic blasts. Furthermore, transcriptional regulation of these loci by...

No description available.

L'épissage alternatif des ARNs pré-messagers est le mécanisme majeur de diversification de l'information génétique chez les eucaryotes supérieurs. Près de 70% des gènes sont concernés par ce mécanisme. Au cours de la différenciation érythroïde, l'inclusion de l'exon 16 du pré-messager 4.1R représente un événement majeur pour la fonction érythrocytaire normale de la protéine 4.1R. Cet événement d’épissage est bloqué dans les cellules MEL surexprimant l’oncoprotéine Spi.1/PU.1. Mon travail de thèse avait pour but de comprendre ce mécanisme de blocage en étudiant le rôle de la voie de signalisation de la PI3K en relation avec la phosphorylation de Spi.1/PU.1 d'une part, et celle des facteurs d'épissage de la famille des protéines SR d'autre part. J’ai montré que l’inhibition de la PI3K active la production d’hémoglobine ainsi que l’épissage de l’exon 16 4.1R. Ensuite j’ai montré que la phosphorylation de Spi-1/PU.1 par la PI3K est nécessaire pour son activité d’inhibition de la différenciation et de l’épissage de l’exon 16 4.1R. Enfin, j’ai montré que le facteur d’épissage Srp40 de la famille des protéines SR est un activateur stade spécifique de l’inclusion de l’exon 16. La surexpression de Srp40 dans les cellules MEL active l’inclusion de l’exon 16 indépendamment de la différenciation. / Pre-mRNA alternative splicing is a major mechanism of diversification of genetic information in evolued eukaryotes. The expression of about 70% of genes is regulated by this mechanism. During late erythroid development, the inclusion of exon 16 in the mature 4.1R mRNA is a major event that is essential for the corresponding protein function. This process is inhibited in MEL cells overexpressing the oncoprotein Spi-1/PU.1. My thesis work aims to understand the mechanism of this inhibition by studying the role of PI3K signal transduction pathway and its effects on Spi-1/PU.1 in the first place, then its effects on the SR protein family. I showed that PI3K inhibition leads to the activation of hemoglobin synthesis and to the inclusion of exon 16. Moreover, I showed that the phosphorylation mediated by the PI3K pathway is necessary for both the differentiation-inhibiting activity of Spi-1/PU.1 and concurrent inclusion of exon 16. Finally, I showed that the Srp40 splicing factor is an activator of the exon 16 inclusion. Overexpression of Srp40 in MEL cells lineage activates exon 16 inclusion independently of the differentiation.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l’Université de Montréal / Notre système hématopoïétique est un système de développement dynamique dont le rôle est de maintenir un niveau suffisant de cellules sanguines fonctionnelles afin d'assurer la survie de notre organisme. C'est ainsi que le système hématopoïétique donne lieu aux huit différentes lignées cellulaires connues. Les cellules sanguines différenciées incluent les erythrocytes ou globules rouges, les mégakaryocytes qui donneront lieu aux plaquettes, les granulocytes et macrophages, les basophiles et eosinophiles, ainsi que les cellules lymphoïdes B et T. Tous trouvent leur origine à partir d'une population de cellules souches hématopoïétiques. La différenciation de cellules hématopoïétiques primitives en granulocytes et monocytes matures constitue un processus de développement complex appelé la myélopoïèse. Le développement de ces cellules primitives en monocytes et granulocytes fonctionnels est en partie contrôlé par une myriade de facteurs de transcription dont le rôle est d'activer l'expression de gènes essentiels à une ou plusieurs lignées. Ces facteurs de transcription peuvent agir de façon positive ou négative à la régulation de gènes codant entre autres pour des facteurs de croissance, leurs récepteurs, pour des molécules d'adhésion, pour des enzymes ou bien pour d'autres facteurs de transcription. 0 Le développement de cellules myéloïdes primitives et de leur différenciation subséquente en cellules myéloïdes matures est également contrôlé par un vaste réseau de facteurs de croissance hématopoïétiques. Tout comme les facteurs de transcription, ces facteurs de croissance, ou cytokines, peuvent être spécifiques à une lignée particulière ou bien peuvent avoir une x n contribution plus générale. Par exemple, le G-CSF (granulocyte-colonystimulating factor) est un facteur de croissance essentiel au développement granulocytaire alors que l'IL-3 (interleukin-3) soutient la prolifération et la survie de plusieurs lignées. Quelle est l'importance d'étudier un processus tel que la myélopoïèse? Environ 120 millions de nouveaux neutrophiles sont générés chaque jour chez l'adulte normal. Ces neutrophiles jouent un rôle fondamental dans notre système de défense. En effet, les neutrophiles agissent comme première ligne de défense face à l'invasion de particules étrangères. Ils participent à notre système immunitaire inné principalement par leur action phagocytaire. Les macrophages quant à eux, jouent un rôle similaire c'est-à-dire qu'ils participent également à notre système immunitaire inné en éliminant toutes particules étrangères par phagocytose. Cependant, ils possèdent une caractéristique additionnelle. Ils jouent également un rôle dans notre système immunitaire adaptif en agissant comme cellules présentatrices d'antigènes aux différentes cellules lymphoïdes T. Chaque cellule est exposée à une multitude de signaux présents dans son environnement. La cellule se doit d'être en mesure de reconnaître et de répondre de façon spécifique à cette panoplie de signaux externes. Elle accompli ceci de plusieurs façons. Premièrement, afin de répondre à un signal particulier, la cellule se doit d'exprimer le récepteur spécifique au signal reçu. Ensuite, elle doit être en mesure d'intégrer et d'interpréter ce signal afin de le transformer en une réponse biologique concrète. Pour cela, la cellule doit posséder la machinerie interne nécessaire à la traduction et la transformation du signal. Les facteurs de croissance sont un exemple de signal externe présent dans l'environnement d'une cellule hématopoïétique. Ces facteurs de croissance sont connus pour être impliqués dans la régulation de la prolifération et de la survie cellulaire. Ces facteurs se lient à leurs récepteurs appropriés exprimés à la surface de certaines cellules. Généralement, cette liaison induit l'activité catalytique du récepteur qui donne suite à l'activation de plusieurs voies de signalisation. Ces différentes voies de signalisation ciblent différents facteurs de transcription qui sont associés à différentes réponses biologiques correspondantes. Ces facteurs de transcription, dont l'activité est induite par l'induction de voies de signalisation spécifique, vont être responsables du contrôle de 1'expression de gènes essentiels à la détermination du destin cellulaire. Vu l'importance de réguler de façon étroite l'expression de tels gènes, l'activité des facteurs de transcription se doit d'être sous haute surveillance. Le temps d'expression ainsi que l'endroit d'activation des facteurs de transcription deviennent donc des variables importantes. Un facteur de transcription responsable de la destinée d'une cellule se doit d'être exprimé dans la bonne cellule et d'être actif au bon moment dans le processus de développement de cette cellule. Souvent, l'activité et l'expression de ces facteurs de transcription sont contrôlés par des facteurs externes tels que les facteurs de croissance. Un modèle qui se veut de plus en plus populaire, malgré qu'aucun exemple définitif n'ait été encore démontré, suggérerait qu'un signal externe serait en mesure d'affecter directement l'activité d'un facteur de transcription qui lui se voudrait essentiel à la détermination de la destinée cellulaire. Le facteur de transcription myélo-spécifique PU.1 est un membre de la famille Ets. Il fût découvert simultanément de deux façons différentes. D'un xii n côté, il fût identifié à partir d'une librairie de cDNA de macrophages comme étant un facteur pouvant lier avec haute affinité, le promoteur du gène MHC classe II 1-Ab. D'autre part, il fût identifié comme site d'intégration préféré du provirus SFFV (Spleen Focus Forming Vims), un provirus associé à une érythroleucémie induite par le virus Friend. Cependant, il est important de mentionner que PU. l n'a pas été impliqué dans l'induction de leucémies humaines en partie dû au fait que son locus ne correspond pas à un site fréquent de translocation chromosomique. La famille de facteurs de transcription Ets est caractérisée par son domaine de liaison à l'ADN (domaine Ets). Ce domaine basique situé en C-terminal lie des séquences riches en purines GGAA/T dénommées boîtes PU. Ets-1, Ets-2 et Spi-B sont d'autres exemples de facteurs appartenant à cette grande famille. PU.1 est un facteur de transcription exclusif au système hématopoïétique. Son rôle dans le développement hématopoïétique semble assez bien décrit. La suppression complète du gène est associée à une absence complète de macrophages et de cellules B matures. Par contre, des monocytes et des précurseurs de cellules B sont présents mais en nombre réduit. Il y a également présence de granulocytes mais au développement et au fonctionnement anormal. Les cellules érythrocytaires ne sont, quant à elles, pas affectées. Ces résultats démontrent bien le rôle primordial de PU.1 dans le développement des cellules B ainsi que dans le développement myéloïde. Cela en fait un excellent candidat comme déterminant génétique dans rengagement du destin cellulaire. Le GM-CSF (granulocyte-macrophage colony-stimulating factor) est un facteur de croissance hématopoïétique impliqué dans la prolifération, la survie et le développement de cellules primitives hématopoïétiques avec des effets additionnels importants sur le développement myéloïde. C'est justement par son implication déterminante dans le développement des cellules granulocytaires et monocytaires que le GM-CSF est de plus en plus utilisé à des fins cliniques. Le GM-CSF fait partie de la grande famille des cytokines qui comprend entre autres l'Epo, Steel Factor, l'IL-3 et le G-CFS. Le GMCSF lie son récepteur qui est exprimé spécifiquement à la surface de certaines cellules et cette liaison active différentes voies de signalisation qui se traduisent par différentes réponses biologiques. Le récepteur du GM-CSF appartient à la super famille des récepteurs de cytokines. Il est composé d'une chaîne a et d'une chaîne p. La chaîne a est spécifique au récepteur et lui confère une basse affinité de liaison à son ligand. La chaîne P est commune à d'autres récepteurs tels les récepteurs de l'IL-3 et de l'IL-5. Elle ne possède aucune capacité de liaison. Par contre, en s'associant à la chaîne a, elle confère à celle-ci, une haute affinité de liaison au GM-CSF. De plus, c'est la chaîne R qui est principalement responsable d'activer les différentes voies de signalisation. En effet, son domaine cytoplasmique comporte de nombreux résidus de tyrosines responsables du recrutement de différents facteurs, ainsi que de deux boîtes situées à proximité du domaine membranaire qui sont responsables du recrutement de Jak2, le facteur actif dans le complexe. Les voies de signalisation qui découlent de l'activation du récepteur par son ligand sont bien décrites. Il est connu que certaines voies conservées, telles les voies MAPK, Jak-STAT et PI3K, sont activées suite à l'activation du récepteur et que ces voies sont impliquées dans des réponses de survie et de prolifération myéloïde. Par centre, rien n'est bien établi en ce qui concerne la différenciation myéloïde. Aucun facteur de transcription impliqué directement dans la détermination du destin cellulaire n'a été identifié clairement. Bien que l'on connaisse des exemples de facteurs responsables d'activer des gènes qui eux, sont spécifiques à une lignée, très peu d'informations concernant les événements transcriptionnels conduisant à la détermination du destin cellulaire sont connues. Le rôle de PU.1 dans le développement myéloïde est bien établi. Cependant, jusqu'à quel point PU.1 est-il déterminant pour qu'une cellule primitive prenne la décision de s'engager de façon irréversible vers une destinée myéloïde? L'importance de PU.1 et du GM-CSF dans le développement myéloïde a été clairement, mais indépendamment démontrée. Cependant, il n'existe aucune documentation démontrant le lien possible entre ces deux facteurs dans le développement myéloïde. Dans cette étude, nous démontrons clairement que le facteur de transcription myélo-spécifique PU. l agit comme effecteur du signal par le GM-CSF dans le développement myéloïde. En d'autres mots, l'activation de PU. l et son effet déterminant dans le développement myéloïde sont directement liés à l'activation du récepteur du GM-CSF par son ligand.