Rôle des hélicases DDX5 et DDX17 dans l'expression et la maturation des ARN pré-messagers dans le contexte de pathologies neuro-développementales - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2023

Role of DDX5 and DDX17 helicases in pre-mRNA expression and processing in the context of neurodevelopmental diseases

Rôle des hélicases DDX5 et DDX17 dans l'expression et la maturation des ARN pré-messagers dans le contexte de pathologies neuro-développementales

Résumé

The 3’ end processing of mRNAs is crucial both to ensure their stability and export to the cytoplasm, but also allows the production of distinct isoforms through alternative polyadenylation. Regulation of this step is particularly important in neuronal cells. Its alteration can lead to transcriptional readthrough, resulting in the production of transcripts with abnormally elongated 3' ends, or even chimeric transcripts. Expression of some of these transcripts is associated with tumorigenesis.DDX5 and DDX17 helicases are involved in virtually all stages of RNA metabolism. In particular, they are involved in the regulation of mRNA splicing and 3' maturation, their depletion inducing transcriptional readthrough of around 800 genes. RNA-seq analysis of 498 neuroblastoma tumors shows that DDX17 and DDX5 expression is strongly linked to patient prognosis. Neuroblastoma is a pediatric cancer of the peripheral nervous system, with high-risk groups generally associated with MYCN amplification. In addition, heterozygous DDX17 mutations have been identified in 11 patients with neurodevelopmental disorders. My thesis work therefore focused on characterizing the effect of reduced expression of the DDX17 and DDX5 helicases in human neuronal cells. More specifically, my thesis work shows that depletion of DDX5 and DDX17 results in the production of chimeric transcripts in neuroblastoma cell lines, 25 of which are also identified in patient tumors. In addition, MYCN expression appears to promote the transcriptional readthrough of several helicase-regulated genes, possibly via its binding to their termination sites. On the other hand, the collaborative work in which I took part shows that reduced DDX17 expression leads to neurodevelopmental disorders in several animal models, and I was able to confirm in human cells that DDX17 depletion disrupts the expression of genes enriched in neurodevelopmental pathways. The characterization of certain DDX17 missense mutants also suggests that these affect DDX17's ability to bind RNA, as well as its solubility. These results suggest that DDX17, and to a lesser extent DDX5, play a role in neuronal development, and that alteration of their expression and function could promote certain neurodevelopmental diseases such as neuroblastoma and neurodevelopmental disorders.
L’étape de maturation de l’extrémité 3’ des ARNm est cruciale à la fois pour assurer leur libération de la chromatine et exportation au cytoplasme, mais permet aussi la production d’isoformes distinctes à travers la polyadénylation alternative. La régulation cette étape est particulièrement importante dans les cellules neuronales. Son altération peut entrainer un readthrough transcriptionnel, résultant en la production de transcrits à l’extrémité 3’ anormalement allongées, voire de transcrits chimériques. L’expression de certains ces transcrits est associés à la tumorigenèse.Les hélicases DDX5 et DDX17 sont impliquées dans quasiment toutes les étapes du métabolisme des ARNs. Elles participent notamment à la régulation de l’épissage et de la maturation en 3’ des ARNm, leur déplétion induisant le readthrough transcriptionnel d’environ 800 gènes. L’analyse RNA-seq de 498 tumeurs de neuroblastome montre que l’expression de DDX17 et DDX5 est fortement liée au pronostic des patients. Le neuroblastome est un cancer pédiatrique du système nerveux périphérique, dont les groupes à haut risques sont généralement associés à l’amplification de MYCN. Par ailleurs, des mutations hétérozygotes de DDX17 ont été identifiées chez 11 patients présentant des troubles neurodéveloppementaux. Mon travail de thèse a donc porté sur la caractérisation de l’effet d’une baisse d’expression des hélicases DDX17 et DDX5 dans des lignées cellulaires neuroblastiques. Plus spécifiquement, mon travail de thèse montre que la déplétion de DDX5 et DDX17 entraine la production de transcrits chimériques dans les lignées cellulaires de neuroblastomes, dont 25 sont aussi identifiés dans des tumeurs de patients. De plus, l’expression de MYCN apparait favoriser le readthrough transcriptionnel de plusieurs gènes régulés par les hélicases, possiblement via sa fixation au niveau du site de terminaison de ceux-ci. D’autre part le travail collaboratif auquel j’ai participé montre que la baisse d’expression de DDX17 entraine des troubles neurodéveloppementaux chez plusieurs modèles animaux, et j’ai pu confirmer dans les cellules humaines que la déplétion de DDX17 perturbe l’expression de gènes enrichis dans des voies neurodéveloppementales. La caractérisation de certains mutants DDX17 faux-sens suggèrent par ailleurs que celles-ci affectent la capacité de DDX17 à se lier à l’ARN, ainsi que sa solubilité. Ces résultats suggèrent que DDX17, et dans une moindre mesure DDX5, jouent un rôle dans le développement neuronal, et que l’altération de leur expression et leur fonction pourrait favoriser certaines maladies liées au développement neuronal comme le neuroblastome et des troubles neurodéveloppementaux.
Fichier principal
Vignette du fichier
CLERC_Valentine_2023ENSL0116_These.pdf (11.51 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04529878 , version 1 (02-04-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04529878 , version 1

Citer

Valentine Clerc. Rôle des hélicases DDX5 et DDX17 dans l'expression et la maturation des ARN pré-messagers dans le contexte de pathologies neuro-développementales. Biologie moléculaire. Ecole normale supérieure de lyon - ENS LYON, 2023. Français. ⟨NNT : 2023ENSL0116⟩. ⟨tel-04529878⟩
17 Consultations
3 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More