As the primary antagonist to the tumorigenic PI3K/AKT pathway, PTEN is classified as a tumor suppressor. The inactivation of PTEN through genetic or post-translational modifications is a critical step in the tumorigenesis of many breast cancers (BCs). SIPL1 is a novel protein which was identified as a PTEN negative regulator. To further explore SIPL1-mediated PTEN inactivation, we analyzed 17 datasets covering 3484 BC cases and 228 normal individuals. SIPL1 gene amplification and increased mRNA expression correlates with the progression and poor prognosis of ER and/or PR positive tumors. Furthermore, examination of a BC tissue microarray containing 224 tumor cases revealed elevated SIPL1 protein expression in ER+ and PR+ tumors and was associated with greater AKT activation. Additionally, ectopic expression of SIPL1 in CHO-K1 cells resulted in increased AKT activation and cell proliferation, and cytoskeleton reorganization alongside with PTEN downregulation. SIPL1 contributes to the linear polyubiquitination of NEMO, suggesting a role for SIPL1 in PTEN ubiquitination. Indeed, it was SIPL1, not the SIPL1-∆UBL (a PTEN-binding defective mutant) which robustly induced PTEN polyubiquitination in a lysine (K) 63-dependent but K48-independent manner. While K48-linked polyubiquitin chains direct protein degradation, K63-linked chains regulate a variety of protein functions. SIPL1 binds polyubiquitinated PTEN with significantly higher affinity than non-ubiquitinated PTEN. A SIPL1 mutant, SIPL1-TFLV, is unable to cause PTEN ubiquitination but is capable of PTEN association. Collectively, our results reveal that SIPL1 interacts with PTEN with a low affinity, which results in PTEN polyubiquitination, and that the modification may stabilize the association between SIPL1 and PTEN. We propose a model where SIPL1 mediates the K63-linked ubiquitination of PTEN inactivating it. The downregulation of PTEN, when paired with the tumor-promoting effects of ER and/or PR, stimulates breast tumorigenesis. SIPL1 is an important BC marker and future research should focus on its potential as a therapeutic target. / Thesis / Doctor of Philosophy (PhD)

La phosphoinositide phosphatase SHIP2 est une protéine capable de moduler le PI(3,4,5)P3, le PI(4,5)P2 et le PI(3,4)P2 qui sont des phosphoinositides importants lors des remaniements membranaires de la cellule. La régulation de la composition en phosphoinositides des membranes permettant l’assemblage de complexes protéiques est primordiale pour la génération de protrusions essentielles pour la migration et l’invasion cellulaire. D’autre part, SHIP2 possède des propriétés d’échafaudage permettant sa participation à plusieurs complexes multi-protéiques et à son ancrage à des localisations subcellulaires spécifiques. Plusieurs études ont montré que SHIP2 pouvait jouer un rôle dans le développement de certains cancers dont le cancer du sein. Au cours de ce travail, nous avons mis en évidence deux nouveaux partenaires de SHIP2 :IRSp53 et CIN85. Ces deux protéines participent respectivement à la formation d’invadopode et à l’endocytose. IRSp53 et CIN85 lient la même région C-terminale riche en prolines (PRR-II) de SHIP2, mais toutefois pas par les mêmes séquences. Cette région contient plusieurs motifs consensus permettant l’interaction de SHIP2 avec plusieurs autres partenaires connus comme l’intersectine, une protéine impliquée dans l’endocytose et Mena, un partenaire commun de SHIP2 et d’IRSp53 impliqué dans l’invasion cellulaire. Nous avons également montré que la mutation de la F1053 située dans la PRR-II de SHIP2 est, essentielle pour la liaison à l’intersectine, impliquée dans la stabilité de la liaison avec Mena et IRSp53 mais pas impliquée dans la liaison de CIN85. De plus, nous montrons qu’à la différence d’IRSp53 qui n’en possède qu’un, CIN85 possède trois domaines SH3 mais ne doit lier que deux motifs dans la PRR-II de SHIP2 afin d’assurer sa complète interaction.Dans les cellules dérivées du cancer du sein MDA-MB-231, nous avons montré que Mena n’est pas nécessaire pour l’interaction entre SHIP2 et IRSp53. Cependant, nous avons observé que l’absence de Mena dans les MDA-MB-231 diminue l’organisation du cytosquelette d’actine-filamenteuse et modifie la localisation subcellulaire de SHIP2 et IRSp53 en augmentant leur concentration à la membrane. Ces données renforcent l’hypothèse que SHIP2 participent à la formation de complexes multi-protéiques qui pourraient favoriser (1) la capacité d’élongation de l’actine de Mena, (2) la courbure de la membrane induite par IRSp53, (3) la production de PI(3,4)P2 par SHIP2 lui-même et (4) le recrutement d’autres protéines participant aux remaniements de la membrane. L’ubiquitination de SHIP2 que nous avons également étudiée pourrait aussi être un élément de régulation de ces complexes. La poursuite de l’étude de la spécificité d’interaction de SHIP2 pour ses divers partenaires dans un contexte pathologique pourrait donc aider à la compréhension de la dynamique des interactions protéiques essentielles au développement de tumeurs et de leurs métastases. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Médecine) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

A convincing body of evidence suggests that ubiquitination and the ubiquitin proteasome degradation pathway play a key role in neoplastic transformation. Ubiquitination, as post-translation modification, is involved both in functional regulation and degradation of specific cellular targets known as proto-oncogenes and tumor suppressors. Oncogenic viral proteins interact both with proto-oncoproteins and tumor suppressors leading to the modulation of their cellular function by several mechanisms including ubiquitination. Interestingly, viral oncoproteins themselves can also be regulated by this post-translation modification. Additionally, viruses can assemble their own E3 ligases or regulate the activity of cellular E3 ligases. E3 ligases, involved in the final step of the ubiquitination process, are the enzymes that provide the specificity for the interaction with target substrates by the means of a large number of proteins. Recent studies on the potential correlation between viral infection and oncogenesis, have addressed the emerging role of the ubiquitination system as a possible mediator for cancer transformation. In this scenario we hypothesized that JCV T-antigen may interfere with the ubiquitination system and we investigated a possible interaction between JCV T-antigen and the E3 ligase Cul7. To prove our hypothesis we performed co-immunoprecipitation and co-immunofluorescence experiments using the glioblastoma cell lines HJC12, U87MG and HJC5. Our results indicate that JCV T-antigen and Cul7 interact in the cytoplasmic compartment. In addition, JCV T-antigen stabilizes Cul7. These observations suggest that JCV T-antigen can modulate Cul7 E3 ligase activity leading to oncogenesis. Further study addressing the biological significance of this interaction will decipher the cellular processes modulated by JCV T-antigen and Cul7 and will indicate new avenues for therapeutic intervention. / Biology

Regulation of chromatin by epigenetic modifications is a fundamental step during the control of gene expression in eukaryotic cells. The participation of different factors including histone chaperones, chromatin remodeling complexes and histone-modifying complexes regulate chromatin dynamics and ensure the correct metabolism of transcripts that need to be exported to the cytoplasm. In these lines, post-translational modifications including monoubiquitination of histone H2B (H2Bub1) and methylation of histone H3 represent a well-studied histone cross-talk which is required for chromatin integrity and transcription. Additionally, the transition from H2Bub1 to its deubiquitinated form by Ubp8, the DUB enzyme from SAGA (Spt-Ada-Gcn5-acetyltranferase) co-activator complex, is fundamental to obtain a correct gene expression. In this work, we demonstrate that the histone chaperone Asf1 and the Ran-binding protein Mog1, participate in maintaining correct levels of H2Bub1. We show that Mog1 is required for the trimethylation of histone H3 at lysine 4 (H3K4me3), hence, acting as a modulator of histone cross-talk. Mog1 role into gene expression is also demonstrated by its physical and genetically interaction with transcription factors including SAGA and COMPASS complexes. Indeed, we demonstrate that Mog1 interacts genetically with TREX-2 subunits and affects mRNA export. During this work, we have also focused in understanding the molecular mechanisms surrounding Spinocerebellar Ataxia Type 7 (SCA7) which is a rare disease caused by amino acid glutamine (Q) repeats within the DUBm component, ATXN7. Therefore, our interest has been directed towards the study of new mechanisms that trigger SCA7 such as the DUB activity from SAGA complex, protein-protein interaction networks and metabolic profiles. / La regulación de la cromatina a través de modificaciones epigenéticas es un paso fundamental durante el control de la expresión génica en células eucariotas. La participación de diferentes factores tales como chaperonas de histonas, complejos de remodelación de la cromatina y complejos modificadores de histonas, regulan la dinámica de la cromatina y garantizan el correcto metabolismo de los transcritos que necesitan ser exportados al citoplasma. De esta forma, las modificaciones postraduccionales que incluyen la monoubicuitinación de la histona H2B (H2Bub1) y la metilación de la histona H3 representan un "cross-talk" de histonas la cual es requerida para la integridad de la cromatina y la transcripción. Además, la transición de H2Bub1 a su forma desubicuitinada por Ubp8, la enzima DUB del complejo co-activador SAGA (Spt-Ada-Gcn5-acetiltranferasa), es necesaria para obtener una expresión génica correcta. En este trabajo, se demuestra que la chaperona de histona Asf1 y la proteína de unión a Ran, Mog1, participan en el mantenimiento de los niveles de H2Bub1. Se demuestra que Mog1 es necesaria para la trimetilación de la histona H3 en la lisina 4 (H3K4me3), actuando como un modulador del "cross-talk" de histonas. El papel de Mog1 en la expresión génica también se demuestra por sus interacciones físicas y genéticas con factores de transcripción, incluyendo los complejos SAGA y COMPASS. Además, demostramos que Mog1 interactúa genéticamente con subunidades de TREX-2 y afecta a la exportación de mRNAs. Durante este trabajo, también nos hemos centrado en la comprensión de los mecanismos moleculares que envuelven a la Ataxia Espinocerebelosa Tipo 7 (SCA7), que es una enfermedad rara causada por una repetición de aminoácidos glutamina (Q) dentro del componente del DUBm, ATXN7. Por lo tanto, nuestro interés se ha dirigido hacia el estudio de nuevos mecanismos que desencadenan SCA7, como la actividad DUB del complejo SAGA, las interacciones proteína-proteína y los perfiles metabólicos. / La regulació de la cromatina a través de modificacions epigenètiques és un pas fonamental durant el control de l'expressió gènica en cèl·lules eucariotes. La participació de diferents factors tals com chaperones d'histones, complexos de remodelació de la cromatina i complexos modificadors d'histones, regulen la dinàmica de la cromatina i garanteixen el correcte metabolisme dels transcrits que necessiten ser exportats al citoplasma. D'aquesta forma, les modificacions postraduccionals que inclouen la monoubicuitinació de la histona H2B (H2Bub1) i la metilació de la histona H3 representen un "cross-talk" d'histones la qual és requerida per a la integritat de la cromatina i la transcripció. A més, la transició d'H2Bub1 a la seua forma desubicuitinada per Ubp8, l'enzim DUB del complex co-activador SAGA (Spt-Ada-Gcn5-acetiltranferasa), és necessària per a obtenir una expressió gènica correcta. En aquest treball, es demostra que la chaperona de histona Asf1 i la proteïna d'unió a Ran, Mog1, participen en el manteniment dels nivells d'H2Bub1. Es demostra que Mog1 és necessària per a la trimetilació de la histona H3 en la lisina 4 (H3K4me3), actuant com un modulador del "cross-talk" d'histones. El paper de Mog1 en l'expressió gènica també es demostra per les seues interaccions físiques i genètiques amb factors de transcripció, incloent els complexos SAGA i COMPASS. A més, vam demostrar que Mog1 interactua genèticament amb subunitats de TREX-2 i afecta a l'exportació de mRNA. Durant aquest treball, també ens hem centrat en la comprensió dels mecanismes moleculars que envolten a l'Atàxia Espinocerebelosa Tipus 7 (SCA7), que és una malaltia rara causada per una repetició d'aminoàcids glutamina (Q) dins del component del DUBm, ATXN7. Per tant, el nostre interès s'ha dirigit cap a l'estudi de nous mecanismes que desencadenen SCA7, com l'activitat DUB del complex SAGA, les interacciones proteïna-proteïna i els perfils metabòlics. / Oliete Calvo, P. (2017). Study of the SAGA deubiquitination module: identification of new modulators and its implication on Spinocerebellar Ataxia Type 7 [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/86155