Caractérisation des sites d'entrées interne des ribosomes dans l'ARNm c-myc et identification des facteurs nécessaires à leur activité

Le proto-oncogène c-myc code pour un facteur de transcription qui est impliqué dans de multiples processus cellulaires tels que la prolifération, la différenciation et l’apoptose. Une dérégulation de son expression suite à des altérations génétiques (mutation, translocation, amplification) est retrouvée dans plusieurs tumeurs telles que le lymphome de Burkitt, des plasmacytomes murins ainsi que des tumeurs non-lymphoïdes.

c-myc est un gène dont l’expression est régulée à différents niveaux. Chez l’homme, le gène c-myc est transcrit à partir de quatre promoteurs alternatifs appelés respectivement P0, P1, P2 et P3. P1 et P2 sont les deux promoteurs les plus utilisés. Ensemble, ils permettent de former 90% des transcrits c-myc dans des cellules normales.

Les promoteurs P0, P1 et P2 permettent la transcription de trois ARNms qui comportent deux codons d’initiation de la traduction (un CUG et un AUG). L’utilisation alternative de ces deux codons d’initiation est à l’origine de la synthèse de deux protéines (c-Myc 1 et c-Myc 2) ayant à la fois des fonctions identiques et distinctes.

La grande taille des parties 5’ non-traduites ainsi que la présence dans celles-ci de phases ouvertes de lecture sont des éléments défavorables à la traduction de l’ORF codant pour les protéines Myc par un mécanisme classique d’initiation de la traduction. Notre laboratoire avait précisément montré que les protéines c-Myc sont synthétisées par un processus d’initiation interne de la traduction. Les ARNms dont l’initiation de la traduction s’effectue par entrée interne des ribosomes présentent une structure spécifique appelée IRES (Internal Ribosome Entry Site). Cette structure permet la fixation du ribosome directement à proximité du codon d’initiation. Dans le cas des ARNms c-myc, on retrouve une IRES se situant en amont des codons CUG et AUG qui permet la synthèse des protéines c-Myc1 et 2 respectivement. Un tel mécanisme permet la synthèse des protéines c-Myc dans des conditions où toute traduction dépendante de la coiffe est inhibée (mitose, apoptose).

Au cours de mon travail, tout d’abord j’ai montré qu’une séquence de 40 nt dans les transcrits P2 permet à elle seule une initiation interne efficace de la traduction. Nous avons déterminé aussi que cette séquence, appelée B4, est active dans quatre types cellulaires différents avec une efficacité variable et qu’elle active la traduction indépendamment de l’ORF placée en aval. D’autre part, il a été déterminé que la séquence B4 recrute le complexe de préinitiation 43S, qui ensuite scanne le messager jusqu’aux codons initiateurs comme c’est le cas de l’IRES du rhinovirus.

Une analyse plus détaillée de la séquence B4 a permis d’identifier trois plus petites séquences de plus ou moins 14 nt (Ti1, Boucle, Ti2), qui indépendamment l’une de l’autre permettent une entrée interne des ribosomes. Il a été déterminé que la présence du motif A-N6-AC dans la séquence de Ti2 était importante pour l’activité IRES de celle-ci. Cependant, ce même motif également présent dans la séquence Ti1 n’est pas essentiel à l’activité IRES de Ti1.

Par la suite, nous avons démontré que l’IRES de c-myc nécessite pour son activité un évènement nucléaire. Nous avons donc entrepris la recherche de facteurs cellulaires impliqués dans l’activité de l’IRES de c-myc. Dans un premier temps, nous avons exclu le rôle de certaines protéines connues pour activer d’autres IRES dont le mécanisme de recrutement du complexe de préinitiation est similaire. Ainsi, nous avons montré, par des expériences de complémentation d’un RRL, que les protéines PTB et unr connues pour activer l’IRES du rhinovirus ne contribuent pas à l’activité de l’IRES de c-myc. De plus, la complémentation de RRL avec des extraits S10 ou nucléaires de cellules HeLa n’a pas permis d’identifier des protéines impliquées dans l’activité IRES de c-myc.

D’autre part, des méthodes alternatives d’interaction d’ARN et de protéine comme le triple hybride ou la chromatographie d’affinité d’ARN n’a pas permis dans un premier temps de détecter une interaction entre un facteur non canonique et l’IRES de c-myc. Dès lors, l’existence de facteurs cellulaires impliqués dans l’activité de l’IRES de c-myc reste à déterminer.