The objective of my research project was to study and characterize the transcriptional role of the CUX1 transcription factor both on a global scale and with regards to specific cellular processes. I have carried out genome-wide location analysis experiments to identify large numbers of potential direct targets of CUX1 and investigated their regulation by CUX1 using expression profiling experiments following both overexpression of the active p110 CUX1 isoform and following its knockdown using shRNA. This study demonstrated that CUX1 can both activate and repress its targets even when binding at a distance from their promoters and that its consensus binding sequence does play a role in its binding but is not required forit in many cases. Analysis of the putative targets of CUX1 identified by genome-wide location analysis strongly suggested a role for the factor in the cellular response of cells to DNA damage. I used molecular biology methods to investigate this and demonstrated that CUX1's transcriptional activity is required for the maintenance of adequate levels of several key proteins constituting the machinery necessary for an effective response to DNA damage. Cells lacking CUX1 expression have defective cell cycle arrest and DNA damage repair capacities, reduced survival following DNA damage and show a phenotype of increased genomic instability. Previous studies of a mouse model of mammary gland tumours showed that a subset of tumours from p110 and p75 CUX1 over-expressing mice display activation of the Wnt/β-Catenin pathway. However, the mechanism by which only some of these tumours displayed this phenotype were not fully understood. I used expression profiling on microdissected material from these tumours to characterize the transcriptional effect of p110 and p75 CUX1 expression in these tumours and to identify collaborating events in Wnt/β-Catenin pathway activation. I identified members of the GLI family of transcription factors as being required for activation of the Wnt/β-Catenin pathway in these tumours. I also showed that these tumours display features of epithelial to mesenchymal transition, which may have implications for the invasiveness and severity of these tumours. The cooperation between CUX1 and GLI genes was confirmed by meta-analysis of human tumour datasets as well as cell based assays testing the ability of each factor to activate the Wnt/β-Catenin pathway on their own and in combination. / L'objectif global de ma thèse était d'étudier et de caractériser l'activité transcriptionelle du facteur de transcription CUX1, autant de façon globale que dans le contexte de processus cellulaires spécifiques. J'ai effectué des expériences de localisation génomiques à grande échelle afin d'identifier un grand nombre de cibles potentielles directes de transcription de CUX1 et j'ai analysé leur régulation par CUX1 en effectuant des expériences de profilage d'expression génétique à la suite de la surexpression de l'isoform p110CUX1 ainsi qu'à la suite de la répression de CUX1 par shRNA. Cette étude a démontré que CUX1 peut activer ou réprimer l'expression de ces cibles, même lorsqu'il se lie à une distance considérable du promoteur de ces gènes, et que la séquence consensus de liaison de CUX1 joue un rôle dans sa liaison à l'ADN mais n'est pas nécessaire pour celle-ci dans plusieurs cas. L'analyse de cibles potentielles de CUX1 identifiées par des expériences de localisation génomique a grande échelle ont fortement suggéré l'implication de CUX1 dans la réponse des cellules au dommage à l'ADN. J'ai utilisé diverses techniques de biologie moléculaire pour étudier ce phénomène et j'ai démontré que l'activité transcriptionelle de CUX1 est nécessaire au maintien de niveaux suffisants de nombreuses protéines constituant la machinerie essentielle à la réponse des cellules au dommage à l'ADN. Les cellules n'exprimant pas ou peu de CUX1 sont déficientes dans leur capacité d'arrêt du cycle cellulaire et de réparation du dommage à l'ADN, sont plus sensibles au dommage et montrent un phénotype d'instabilité génomique accrue. Des études précédentes de tumeurs des glandes mammaires dans un modèle de souris ont montré qu'une partie des tumeurs provenant de souris surexprimant p110 ou p75 CUX1 montraient une activation du processus de signalement Wnt/β-Catenin. Cependant, le mécanisme par lequel seule une partie des tumeurs montrait ce phénotype n'était pas connu. J'ai donc effectué du profilage d'expression génétique sur ces tumeurs afin de caractériser l'effet transcriptionel de CUX1 dans celles-ci et d'identifier d'autres facteurs qui collaborent dans l'activation de Wnt/β-Catenin. J'ai ainsi identifié des membres de la famille de facteurs de transcription GLI comme étant requis pour l'activation de Wnt/β-Catenin dans ces tumeurs. J'ai aussi observé des caractéristiques de transition épithélio-mésenchymateuse dans ces tumeurs, ce qui pourrait avoir des implications sur la capacité d'invasion et la sévérité de celles-ci. La coopération entre CUX1 et les gènes GLI a été confirmée par une méta-analyse de données de profilage d'expression de tumeurs humaines ainsi qu'avec des expériences cellulaires testant la capacité de chacun de ces deux facteurs à activer Wnt/β-Catenin, individuellement et en combinaison.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.116915 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Vadnais, Charles |
| Contributors | Alain Nepveu (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Biochemistry) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
Page generated in 0.0106 seconds