The mechanisms through which a cell controls its proliferation, differentiation, metabolism, motility, and ultimate survival in response to extracellular cues are largely controlled by the Ras-extracellular signal-regulated kinase (Ras-ERK) and phosphatidylinositol 3-kinase mammalian target of rapamycin (PI3K-mTOR) signaling pathways. Originally delineated as two separate and linear signaling pathways, multitudes of evidence through experimentation have shown that these pathways can co-regulate downstream targets and cellular outcomes. Here, we provide evidence for an additional point of pathway convergence the serine/arginine protein kinase 2 (SRPK2). Originally identified as a target of the mTORC1/S6K signaling pathway, we have shown SRPK2 to be a target of the Ras-ERK-Rsk pathway, as well as the PI3K-AKT. We discovered the S6K, AKT and RSK all phosphorylate SRPK2 at serine 494 in a cell-type, stimulus dependent manner, emphasizing the redundant nature of the AGC kinases. SRPK2 regulates the phosphorylation of the constitutive and alternative splicing factors the SR proteins. This led us to question mTORC1 involvement in splice site selection, and we discovered several alternative splicing events downstream of mTORC1 signaling. We found that the protein levels of the splicing factors ASF/SF2 and hnRNPa2b1 are regulated by mTORC1 signaling, and we hypothesize this is through regulated unproductive splicing and translation (RUST). Interestingly, we found that BIN1, a target of both ASF/SF2 and hnRNPa2b1, is alternatively spliced, following modulations in mTORC1 signaling. These biochemical studies and knowledge gleaned from them will lead to a better understanding of how the cell can regulate protein expression by controlling alternative splicing.

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Deregulated cell proliferation, resulting from disruption of cell cycle control, is characteristic of many cancers. In normal cells, cell cycle progression is mediated by a family of cyclin dependent kinases (Cdks) that are positively regulated by associated cyclins. The activities of these cyclin-Cdk complexes are regulated by two protein families: the inhibitors of Cdk4 (INK4) and the kinase inhibitor proteins (KIP). p27 is a KIP family member that can inhibit cyclin E-Cdk2 activity. It also plays a role in the assembly and nuclear import of cyclin D-Cdk4 in early G1. p27 has been shown to be deregulated in human cancers by accelerated proteolysis, sequestration in cyclin D-Cdk complexes, and mislocalization to the cytoplasm. The causes of these alterations are not fully understood, but result, at least in part, from changes in signal transduction pathways that alter p27 phosphorylation and function. Activation of both the Ras/Raf/ mitogen activated protein kinase (MAPK) and the phospho-inositol 3' kinase (PI3K) pathways have been shown to alter p27 function and to activate p27 degradation in different cell types. In this thesis, I have investigated the roles played by two kinases downstream of PI3K, protein kinase B (PKB) and p90 ribosomal S6 kinase (RSK1), in regulation of p27 function. I observed that PKB-mediated phosphorylation of p27 promotes p27-cyclin D1-Cdk4 assembly. p27 phosphorylation by RSK1 alters the interaction of p27 with cytoskeleton proteins to promote cell motility. I observed that PKB activation and the appearance of p27pT157 and p27pT198 in early G1 precede p27-cyclin D1-Cdk4 assembly. PI3K/PKB inhibition dissociates cellular p27-cyclin D1-Cdk4 and p27T157A, p27T198A and p27T157A/T198A bind cellular cyclin D1 and Cdk4 poorly. Cellular p27pT157 and p27pT198 co-precipitate with Cdk4 but not Cdk2. p27 phosphorylation by PKB increases the ability of p27 to assemble cyclin D1-Cdk4 in vitro, but yields inactive Cdk4. While Src does not affect p27's ability to assemble cyclin D1-Cdk4, Src treatment yields catalytically active p27-cyclin D1-Cdk4. Thus, while PKB dependent p27 phosphorylation promotes p27-cyclin D1-Cdk4 assembly, tyrosine phosphorylation of p27 is required for activation of p27-cyclin D1-Cdk4 complexes. Constitutive activation of PKB and Abl or Src family kinases in cancers would drive p27 phosphorylation, increase cyclin D1-Cdk4 assembly and activation, and reduce the cyclin E-Cdk2 inhibitory function of p27. Combined therapy with both Src and PI3K/PKB inhibitors may reverse this process. While RSK1 has been shown to phosphorylate p27, the key phosphorylation sites and the consequence of this phosphorylation event were not fully elucidated. I have shown that RSK1 activation in early G1 precedes p27 phosphorylation at T157 and T198 in synchronized cell populations. Overexpression of RSK1 causes resistance to G1 arrest by TGF-â. Moreover, cells overexpressing RSK1 show an increase in p27 phosphorylation at T198, increased p27 stability, and an increase in p27 binding to Cdk4. In addition, RSK1-transfectants have increased cytoplasmic p27, associated with increased cell motility and inhibition of RhoA. p27 phosphorylation by recombinant RSK1 increases p27 binding to RhoA, while p27T157A/T198A shows reduced association with RhoA in cells. Thus, phosphorylation of p27 at T198 by RSK1 promotes its binding to RhoA and loss of actin stress fiber stability. Oncogenic RSK1 activation may promote increased cancer cell migration and cancer metastasis. Taken together our results indicate that oncogenic activation of the PI3K pathway can contribute to loss of cyclin E-Cdk2 inhibitory action of p27 by at least two mechanisms. Activation of PKB and RSK1 signaling would promote cytoplasmic mislocalization of p27, p27-RhoA binding and inhibition of the RhoA pathway to augment cell motility. In addition, these phosphorylation events on p27 would increase the assembly of p27-cyclin D1-Cdk4 as a first step in a chain of events that would promote that nuclear import and activation of D-type cyclin Cdk complexes, shifting the equilibrium away from the Cdk2 inhibitory action of p27.

京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(薬学) / 甲第23843号 / 薬博第850号 / 新制||薬||242(附属図書館) / 京都大学大学院薬学研究科薬学専攻 / (主査)教授 木村 郁夫, 教授 中山 和久, 教授 伊藤 貴浩 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Pharmaceutical Sciences / Kyoto University / DFAM

<p>To ensure genomic integrity, dividing cells implement multiple checkpoint pathways during the course of the cell cycle. In response to DNA damage, cells may either halt the progression of the cycle (cell cycle arrest) or undergo apoptosis. This choice depends on the extent of damage and the cell's capacity for DNA repair. Cell cycle arrest induced by double-stranded DNA breaks relies on the activation of the ataxia-telangiectasia (ATM) protein kinase, which phosphorylates cell cycle effectors (e.g., Chk2 and p53) to inhibit cell cycle progression. ATM is an S/T-Q directed kinase that is critical for the cellular response to double-stranded DNA breaks. Following DNA damage, ATM is activated and recruited to sites of DNA damage by the MRN protein complex (Mre11-Rad50-Nbs1 proteins) where ATM phosphorylates multiple substrates to trigger a cell cycle arrest. In cancer cells, this regulation may be faulty and cell division may proceed even in the presence of damaged DNA. We show here that the RSK kinase, often elevated in cancers, can suppress DSB-induced ATM activation in both Xenopus egg extracts and human tumor cell lines. In analyzing each step in ATM activation, we have found that RSK disrupts the binding of the MRN complex to DSB DNA. RSK can directly phosphorylate the Mre11 protein at Ser 676 both in vitro and in intact cells and can thereby inhibit loading of Mre11 onto DSB DNA. Accordingly, mutation of Ser 676 to Ala can reverse inhibition of the DSB response by RSK. Collectively, these data point to Mre11 as an important locus of RSK-mediated checkpoint inhibition acting upstream of ATM activation.</p><p>The phosphorylation of Mre11 on Ser 676 is antagonized by phosphatases. Here, we screened for phosphatases that target this site and identified PP5 as a candidate. This finding is consistent with the fact that PP5 is required for the ATM-mediated DNA damage response, indicating that PP5 may promote DSB-induced, ATM-dependent DNA damage response by targeting Mre11 upstream of ATM.</p> / Dissertation

Ths bhlr thss s fusd n prjt mngmnt n n th sltd mpny. Th frst prt f th thss dsrbs th thrtl knwldg f prjt mngmnt. Th snd nlytl prt s dvtd t th bs nfrmtn but th mpny nd th nlyss f th urrnt stutn n th mpny. Th lst prt f wrk nluds suggstns fr hngs n th mpny nd dsrbs th bnfts f ths hngs.

La voie de signalisation Ras/MAPK (Ras/mitogen-activated protein kinase) régule une variété de protéines intracellulaires qui jouent un rôle important dans la croissance et la prolifération cellulaire. La régulation inappropriée de cette voie de signalisation conduit au développement de nombreux cancers comme le mélanome, qui est caractérisé par des mutations activatrices au niveau des gènes NRAS et BRAF. La protéine kinase RSK (p90 ribosomal S6 kinase) est un composant central de la voie Ras/MAPK, mais son rôle dans la croissance et la prolifération cellulaire n’est pas bien compris. RSK a été montrée pour participer à la résistance des mélanomes aux chimiothérapies, mais le mécanisme moléculaire reste encore à élucider. Nous montrons à l’aide d’un anticorps phospho-spécifique que MDM2 est phosphorylée en réponse à des agonistes et des mutations oncogéniques activant spécifiquement la voie Ras/MAPK. En utilisant des méthodes in vitro et in vivo, nous avons constaté que RSK phosphoryle directement MDM2 sur les Sérines 166 et 186, ce qui suggère que MDM2 est un substrat de RSK. La mutagénèse dirigée envers ces sites nous indique que ces résidus régulent l’ubiquitination de MDM2, suggérant que RSK régule la stabilité de MDM2 et de p53. De plus, nous avons observé que l’inhibition de RSK conduit à une augmentation du niveau protéique de p53 après un dommage à l’ADN dans les cellules de mélanomes. En conclusion, nos travaux suggèrent un rôle important de la protéine kinase RSK dans la régulation de MDM2 et de sa cible, p53. L’étude de ces mécanismes moléculaires aidera à mieux définir le rôle de RSK dans la croissance tumorale, mais également dans la résistance aux agents chimiothérapeutiques. / The Ras/mitogen-activated protein kinase (Ras/MAPK) signaling cascade regulates various intracellular targets involved in growth and proliferation. Inappropriate regulation of this pathway leads to many types of cancer, including melanomas, which are characterized by activating mutations in NRAS and BRAF. The protein kinase RSK (p90 ribosomal S6 kinase) is a central component of the Ras/MAPK pathway, but its role in cell growth and proliferation is not well understood. RSK has also been shown to participate in the resistance of melanoma cells to chemotherapy, but the mechanisms involved remain elusive. We show that MDM2 becomes phosphorylated in response to agonists and oncogenes of the Ras/MAPK pathway. Using in vitro and in vivo approaches, we found that RSK directly phosphorylates MDM2 at Ser166 and Ser186, suggesting that MDM2 is a bona fide RSK substrate. Site-directed mutagenesis indicated that these residues regulate MDM2 ubiquitination, suggesting that RSK regulates p53 function in an MDM2-dependent manner. Overexpression of active and inactive mutants of RSK revealed that this kinase regulates p53 stability, suggesting a role for RSK in the DNA damage response. Taken together, our results suggest an important role for RSK in the regulation of MDM2 and its target p53. In view of the role of p53 in the response to DNA-damaging agents, our results provide a potential mechanism involved in melanoma chemoresistance.

L'algèbre des fonctions symétriques est un outil majeur de la combinatoire algébrique qui joue un rôle central dans la théorie des représentations du groupe symétrique. Cette thèse traite des fonctions quasisymétriques, une puissante généralisation introduite par Gessel en 1984, avec des applications significatives dans l'énumération d'objets combinatoires majeurs tels que les permutations, les tableaux de Young et les P-partitions. Plus précisément, nous trouvons un nouveau lien entre l'extension des fonctions quasisymétriques de Chow à des groupes de Coxeter de type B et des tableaux de dominos. Ceci nous permet d'apporter de nouveaux résultats dans divers domaines, notamment les constantes de structure de l'algèbre de descente de Solomon de type B, l'extension de la théorie de la Schur-positivité aux permutations signées et l'étude d'une formule de Cauchy de type B $q$-déformée avec des implications importantes statistiques pour les tableaux dominos.Parmi les bases remarquables de l'algèbre des fonctions symétriques, les fonctions de Schur ont fait l'objet d'une attention particulière car elles sont étroitement liées aux caractères irréductibles du groupe linéaire général et aux diagrammes de Young. La fonction symétrique de Schur est la fonction génératrice des tableaux de Young semistandards. Ce résultat s'étend aux formes gauches et permet d'écrire n'importe quelle fonction de Schur (gauche) comme la somme des fonctions quasisymétriques fondamentales de Gessel, indexées par l'ensemble de descente de tous les tableaux de Young standard d'une forme donnée. En outre, la célèbre formule de Cauchy pour les fonctions de Schur donne une preuve algébrique de la correspondance de Robinson-Schensted-Knuth. Enfin, les constantes de structure pour la multiplication et la comultiplication des polynômes de Schur sont respectivement les coefficients de Littlewood-Richardson et de Kronecker, deux familles importantes de coefficients ayant diverses applications combinatoires et algébriques. En utilisant des résultats connus sur les fonctions quasisymétriques fondamentales de Gessel, nous montrons que ces propriétés impliquent directement et de façon purement algébrique divers résultats pour les constantes de structure de l'algèbre de descente de Salomon d'un groupe de Coxeter fini de type A et la propriété de préservation de descente de la correspondance de Robinson-Schensted, un outil essentiel pour identifier les ensembles Schur-positifs, c'est-à-dire les ensembles de permutations dont la fonction quasisymétrique associée est symétrique et qui peut s'écrire sous la forme d'une somme non négative de fonctions symétriques de Schur.Pour étendre ces résultats aux groupes de Coxeter de type B, nous avons introduit une famille de fonctions génératrices modifiées pour les tableaux de dominos et la relions aux fonctions quasisymétriques fondamentales de type B de Chow. Grâce à cette relation, nous obtenons de nouvelles formules reliant les constantes de structure de l'algèbre de descente de Salomon de type B aux coefficients de Kronecker et de Littlewood-Richardson de type B.Cela nous permet en outre d'introduire une nouvelle extension de type B de la Schur-positivité basée sur une définition de la descente pour les permutations signées, conforme à la définition abstraite de Solomon pour tous les groupes de Coxeter. Nous concevons des bijections préservant la descente entre des permutations d'arc signées et des ensembles de tableaux de dominos afin de montrer qu'ils sont bien type B Schur-positifs.Enfin, nous introduisons une $ q $-déformation des fonctions génératrices modifiées pour les tableaux de dominos afin d'étendre une identité de Cauchy de type B proposée par Lam et de la lier aux fonctions quasisymétriques de Chow. Nous appliquons ce résultat à un nouveau cadre de positivité de type B $ q $ -Schur et à la démonstration de nouveaux résultats d'équidistribution pour certains ensembles de tableaux de dominos. / The algebra of symmetric functions is a major tool in algebraic combinatorics that plays a central role in the representation theory of the symmetric group. This thesis deals with quasisymmetric functions, a powerful generalisation introduced by Gessel in 1984, with significant applications in the enumeration of major combinatorial objects as permutations, Young tableaux and P-partitions. More specifically we find a new connection between Chow's extension of quasisymmetric functions to Coxeter groups of type B and domino tableaux. It allows us to contribute new results to various fields including the structure constants of type B Solomon's descent algebra, the extension of the theory of Schur-positivity to signed permutations and the study a $q$-deformed type B Cauchy formula with important implications regarding statistics for domino tableaux.Among the remarkable bases of the algebra of symmetric functions, Schur functions received a particular attention as they are strongly related to the irreducible characters of the general linear group and Young diagrams. The Schur symmetric function is the generating function for semistandard Young tableaux. This result extends to skew shapes and allows to write any (skew-) Schur function as the sum of Gessel's fundamental quasisymmetric functions indexed by the descent set of all standard Young tableaux of a given shape. Furthermore the celebrated Cauchy formula for Schur functions gives an algebraic proof of the Robinson-Schensted-Knuth correspondence. Finally, the structure constants for the outer product and inner product of Schur polynomials are respectively the Littlewood-Richardson and Kronecker coefficients, two important families of coefficients with various combinatorial and algebraic applications. Using known results about Gessel's fundamental quasisymmetric functions we show that these properties imply directly and in a pure algebraic fashion, various results for the structure constants of the Solomon descent algebra of a finite Coxeter group of type A and the descent preserving property of the Robinson-Schensted correspondence, an essential tool to identify Schur-positive sets, i.e. sets of permutations whose associated quasisymmetric function is symmetric and can be written as a non-negative sum of Schur symmetric functions.To extend these results to Coxeter groups of type B we introduced a family of modified generating functions for domino tableaux and relate it to Chow's type B fundamental quasisymmetric functions. Thanks to this relation we derive new formulas relating the structure constants of the type B Solomon's descent algebra with type B Kronecker and Littlewood-Richardson coefficients.It further allows us to introduce a new type B extension of Schur-positivity based on a definition of descent for signed permutations that is conform to the abstract definition of Solomon for any Coxeter groups. We design descent preserving bijections between signed arc permutations and sets of domino tableaux to show that they are indeed type B Schur-positive.Finally, we introduce a $q$-deformation of the modified generating functions for domino tableaux to extend a type B Cauchy identity by Lam and link it with Chow's quasisymmetric functions. We apply this result to a new framework of type B $q$-Schur positivity and to prove new equidistribution results for some sets of domino tableaux.

En Guadeloupe, la prévalence du diabète est deux fois plus élevée qu'en France hexagonale, avec une prédominance féminine. En dehors des facteurs environnementaux, la vitamine D et certains polymorphismes de gènes impliqués dans son métabolisme seraient associés à un risque de pathologies métaboliques. Les androgènes sont également associés aux anomalies du métabolisme glucidique, soit directement, soit via leur transporteur SHBG (Sex Hormone Binding Protein). Nous avons émis les hypothèses de recherche suivantes: 11 le statut en vitamine D et les polymorphismes des gènes impliqués dans son métabolisme pourraient être associés aux paramètres métaboliques chez des sujets Afro-Caribéens (AC). Ils expliqueraient l'importance des pathologies cardiométaboliques en Guadeloupe. 2/ la SHBG pourrait être associée aux anomalies du métabolisme glucidique, indépendamment des stéroïdes sexuels. Nos travaux sont présentés dans 4 études. Nous avons mis en évidence une prévalence élevée du déficit en vitamine D chez les sujets AC diabétiques de type 2. Nous avons trouvé une association significative entre le statut vitaminique D et le risque cardiométabolique chez ces sujets, mais aussi dans une population de sujets en hémodialyse chronique. Les polymorphismes des gènes impliqués dans le métabolisme de la vitamine D sont aussi associés à ce risque. Chez les sujets dysmétaboliques, une relation entre la SHBG, la graisse intra-hépatique, les hépatokines et les paramètres métaboliques a été mise en évidence, indépendamment des stéroïdes sexuels. En conclusion, la vitamine D et la SHBG pourraient être des marqueurs d'intérêt pour le dépistage des sujets à haut risque cardiométabolique. / In Guadeloupe, the prevalence of diabetes is two times higher than in Metropolitan France, with a female predominance. Apart from environmental factors, vitamin D and polymorphisms of genes involved in vitamin D metabolism would be associated with increased risk of metabolic diseases. Androgens are also associated with abnormal glucose metabolism, directly or through the Sex Hormone Binding Protein (SHBG). Our main hypotheses were: 11 Vitamin D status and polymorphisms of genes involved in its metabolism may be associated with metabolic pammeters in Afro-Caribbean (AC). They could explain the importance of cardiometabolic diseases in Guadeloupe. 2/ SHBG may be associated with abnormal glucose metabolism, independently of sex steroids. Our research is presente<! in four studies. We have demonstrated a high prevalence of vitamin D deficiency in AC patients with type 2 diabetes. We found a significant association between vitamin D status and cardiometabolic risk in these subjects, but also in a population of patients undergoing in chronic hemodialysis. Polymorphisms in genes involved in vitam in D metabolism are also associated with this risk, In dysmetabolic patients, a relationship between SHBG, intmhepatic fat, hépatokines and metabolic parameters was demonstrated, independently of sex steroids hormones. In conclusion, vitamin D and SHBG may be markers of interest for screening patients at high cardiometabolic risk.

La voie de signalisation des Récepteurs Tyrosine Kinase (RTK) occupe un rôle central dans la régulation de la croissance cellulaire, la prolifération, la différentiation et la motilité. Une régulation anormale des RTKs mène à plusieurs maladies humaines telles que le cancer du sein, la seconde cause de mortalité chez les femmes à cause de l’amplification et la mutation fréquente de la protéine tyrosine kinase HER2 (ERBB2). Grb2-associated binder (Gab) 2 est une protéine adaptatrice qui agit en aval de plusieurs RTKs, y compris HER2, pour réguler de multiples voies de signalisation. En réponse à la stimulation par de nombreux facteurs de croissances et cytokines, Gab2 est recruté à la membrane plasmique où il potentialise l’activation des voies de signalisation Ras/mitogen-activated protein kinase (MAPK) et PI3K (phosphatidylinositol-3-kinase)/Akt (protein kinase B). En plus d’occuper un rôle essentiel durant le développement du système hématopoïétique, Gab2 est souvent amplifié dans les cancers, notamment le cancer du sein et les mélanomes. Cependant, les mécanismes moléculaires qui régulent le fonctionnement de Gab2 sont peu connus. Il est établi que lors de l’activation des RTKs, Gab2 est phosphorylé au niveau de plusieurs résidus Tyrosine, menant à l’association de différentes protéines comme p85 et Shp2. En plus de la phosphorylation en Tyrosine, notre laboratoire ainsi que d’autres groupes de recherche avons identifié que Gab2 est aussi phosphorylé au niveau de résidus Ser/Thr suite à l’activation de la voie de signalisation MAPK. Cependant, la régulation des fonctions de Gab2 par ces modifications post-traductionnelles est encore peu connue. Dans le but de comprendre comment Gab2 est régulé par la voie de signalisation MAPK, nous avons utilisé différentes approches. Dans la première partie de ma thèse, nous avons déterminé un nouveau mécanisme démontrant que la voie de signalisation Ras/MAPK, par le biais des protéines kinases RSK (p90 ribosomal S6 kinase), phosphoryle Gab2. Ce phénomène se produit à la fois in vivo et in vitro au niveau de trois résidus Ser/Thr conservés. Des mutations au niveau de ces sites de phosphorylation entrainent le recrutement de Shp2 menant à l’augmentation de la motilité cellulaire, ce qui suggère que les protéines RSK restreignent les fonctions dépendantes de Gab2. Ce phénomène est le résultat de la participation de RSK dans la boucle de rétroaction négative de la voie de signalisation MAPK. Dans la seconde partie de ma thèse, nous avons démontré que les protéines ERK1/2 phosphorylent Gab2 au niveau de plusieurs résidus pS/T-P à la fois in vitro et in vivo, entrainant l’inhibition du recrutement de p85. De plus, nous avons établi pour la première fois que Gab2 interagit physiquement avec ERK1/2 dans des cellules lors de l’activation de la voie de signalisation MAPK. Par ailleurs, nous avons montré un nouveau domaine d’attache du module ERK1/2 sur Gab2. Des mutations sur les résidus essentiels de ce domaine d’attache n’entrainent pas seulement la dissociation de ERK1/2 avec Gab2, mais diminuent également la phosphorylation dépendante de ERK1/2 sur Gab2. Ainsi, nos données montrent que la voie de signalisation MAPK régule les fonctions de la protéine Gab2 par le biais des kinases RSK et ERK1/2. Cette thèse élabore par ailleurs un schéma complet des fonctions de Gab2 dépendantes de la voie de signalisation MAPK dans le développement de nombreux cancers. / Receptor tyrosine kinase (RTK) signaling plays an essential role in modulating cell growth, proliferation, differentiation and motility. Abnormal regulation of RTKs results in many human diseases, including breast cancer, the second leading cause of cancer mortality in women by the frequent amplification and mutation of the HER2 (ERBB2) tyrosine kinase. The Grb2-associated binder (Gab) 2 is an adaptor protein that acts downstream of several RTKs, including HER2, to regulate multiple signaling pathways. In response to the stimulation of a number of growth factors and cytokines, Gab2 is recruited to the plasma membrane, where it potentiates the activation of the Ras/mitogen-activated protein kinase (MAPK) and PI3K (phosphatidylinositol-3-kinase)/Akt (protein kinase B) pathways. In addition to playing an important role in the hematopoietic system during development, GAB2 is often amplified in cancers including breast cancer and melanoma, however, little is known about the molecular mechanisms that regulate Gab2 function. It has been well established that upon RTKs activation, Gab2 becomes phosphorylated on several Tyr residues leading to diverse adaptor protein associations, such as p85 and Shp2. Aside from the tyrosine phosphorylation, our lab and other groups noticed that Gab2 is also phosphorylated on Ser/Thr residues upon activation of MAPK signaling. However, less is known about this post-translational modification in the regulation of Gab2 functions. In order to understand how Gab2 is regulated by the MAPK pathway, we used different approaches. In the first part of my thesis, we determined a new mechanism by which the Ras/MAPK pathway through RSK (p90 ribosomal S6 kinase) phosphorylated Gab2 on three conserved Ser/Thr residues, both in vivo and in vitro. Mutation of these phosphorylation sites promoted Shp2 recruitment leading to increased cell motility, suggesting that RSK restricts Gab2-dependent functions as a result of participation in the negative feedback loop of MAPK signaling. In the second part of the thesis, we found that ERK1/2 phosphorylated Gab2 on several potential pS/T-P residues, both in vivo and in vitro, resulting in inhibited p85 recruitment. In addition, to the best of our knowledge, we established for the first time that Gab2 physically interacted with ERK1/2 in cells upon activation of the MAPK pathway. Furthermore, we revealed a novel ERK1/2 docking domain in Gab2. Mutation of the essential residues in this docking domain not only disrupted ERK1/2-Gab2 interaction, but also diminished ERK1/2-dependent phosphorylation on Gab2. Taken together, our data showed that the MAPK pathway regulates Gab2 functions through both RSK- and ERK1/2-dependent manners. Given that Gab2 is overexpressed in several cancers, this thesis decodes a complete figure of modulating actions of Gab2 by MAPK signaling in cancer development.