p53, prototype du gène suppresseur de tumeur Flashcards
Rôle régulateur dans quels évènements ?
P53 joue un rôle de régulateur central dans :
- Contrôle du cycle cellulaire
- Motilité cellulaire et différenciation épithéliale
- EMT/cellules souches épithéliales
- Mort cellulaire
- Voies de l’apoptose
- microARN et ARN non codants
- Immunité anti-tumorale
Histoire de p53 ?
Ils ont donc isolé l’ADNc de p53 et quand des cellules de rat l’expriment on a une immortalisation de ces cellules. Plus encore, quand on co-exprime p53 et RAS activé cela entraine une prolifération.
Cela amène initialement à conclure que p53 est un oncogène.
Mais p53 est suppresseur de tumeur et en réalité lors de la première étude, la cellule de départ portait une mutation oncogénique sur le gène p53 le rendant non fonctionnel.
Il a donc fallu isoler et cloner l’ADNc de p53 à partir d’autres sources qui avait alors un effet suppresseur de tumeur.
Expérience Ras muté/p53 ?
Que se passe-t-il si il existe un gène mutant et un gène WT ?
Expérience n°1 :
- Quand on met du Ras activé, normalement il y a transformation cellulaire, si on ajoute p53 sauvage, on diminue le nombre de clones tumoraux.
- Si on met Ras activé et p53 muté, on revient à la transformation cellulaire développée.
- Enfin si on joue avec les rapports entre p53 sauvage et p53 muté, on revient à une faible transformation
- p53 est un gène suppresseur de tumeur.
- Par ailleurs la présence d’un mutant et d’un WT, conserve l’effet suppresseur de tumeur parce que ce sont les mutants WT de p53 qui vont s’orienter vers la formation d’une protéine fonctionnelle (p53 est sous forme de tétramère = dimère de dimère).
gène p53 est-il un gène récessif ou dominant ?
Quel type de transmission ?
✓ p53 est un gène récessif donc 2 événements entrainent la perte de fonction
✓ Transmission autosomique dominante du fait d’une potentielle haplo-insuffisance c’est-à-dire que quand un allèle est altéré, il y a quand même une sensibilité/prédisposition notable
✓ Enfin la transmission à la descendance (ex : Syndrome de Li-Fraumeni)
Gène p53 :
Combien de copie du gène chez l’homme ?
Combien d’exon ?
Quel K ?
L’exon 1 est-il codant ? Existe-t-il différents épissages ?
Est-il conservé à travers les espèces ?
- Gene unique chez l’homme
- Organisé avec 11 exons, initiation de la transcription à partir de l’exon 2. L’exon 1 est non codant.
- Situé sur le bras court du chromosome 17. La forme full-length est majoritairement exprimée mais il existe des variants d’épissage. On peut avoir des tétramères avec des formes entières et raccourcies.
- Gène très conservé dans l’évolution, on le retrouve chez lez mammifères mais également chez les poissons et chez la drosophile. Il s’agit d’un gène important pour la survie.
Combien de gène p53 a l’éléphant ?
Si on étudie la fonction de p53 dans d’autres espèces, on s’aperçoit qu’en comparant p53 certaines espèces ont plusieurs copies du gène (40 chez l’éléphant). Normalement, une vie longue est propice aux altérations et donc au développement de tumeurs. Etonnamment chez l’éléphant, il y a un taux de cancer très faible.
Il a été identifié 40 copies du gène chez l’éléphant qui sont protectrices. Il y a donc une corrélation entre le nombre de copies du gène p53 et la sensibilité à développer une tumeur
Quels sont les différents domaines de p53 ?
Dans un gène, des exons codent pour plusieurs domaines fonctionnels. La protéine dépend de l’expression des différents domaines fonctionnels à rôle central :
- Domaine central de fixation à l’ADN
- Domaine de tétramérisation qui permet la formation de p53 en forme active
- Domaines d’activation (AD1 et AD2)
- NLS permet la localisation nucléaire de la protéine
- NES permet de ressortir du noyau pour que p53 effectue ses fonctions cytoplasmiques notamment elle régule la perméabilité de la membrane mitochondriale jouant un rôle effecteur de l’apoptose.
Un variant muté de p53 peut-il empêcher un variant WT de fonctionner ?
A noter qu’en cas de présence de mutation hétérozygote pour P53, production d’une protéine P53 normale et une protéine P53 muté non fonctionnel, selon la mutation, il est possible que la P53 muté empêche le fonctionnement de la P53 WT, notamment du fait de la nécessité de la protéine de se conformer en tétramère.
La situation est d’autant plus compliqué qu’il existe plus de 10 formes de P53 liée à des épissages alternatifs. La forme la plus fréquente est celle de 53 kDa.
Augmentation de p53 est-elle liée à une augmentation de la synthèse ou une diminution de la dégradation ?
Expérience ?
p53 est en quantité importante car non dégradée.
- Expérience :*
- Dans un premier temps, on inhibe la synthèse protéique par cycloheximide (CHX) sans irradiation. On observe un diminution de la quantité de p53 dans le temps
- On refait la même expérience mais en irradiant. Cette fois-ci on observe un maintien dans le temps de l’accumulation de p53
Protéine p53 :
Durée de vie ?
Quelle protéine est responsable de sa dégradation ? De quelle façon ?
Elle disparait en 2h par expression de Mdm2 qui va entrainer son ubiquitination et adresser p53 au b. MdM2 joue un rôle d’ubiquitine ligase pour p53.
L’ubiquitination de p53 intervient dans la partie C-term. Pour être ubiquitinée, Mdm2 doit se fixer à p53 dans sa partie N-term.
Elle est finement régulée avec l’intervention, entre autre, de dé-ubiquitinase, de protéines SUMO etc.
A noter que si l’ubiquitination est un processus universel, le couple de l’ubiquitine ligase et sa cible est spécifique.
Lors d’un stress commen est stabilisée p53 ?
Quelles conséquences des modifications post-traductionnelle ?
Lors de stress cellulaire, il y a une diminution de l’ubiquitination de p53 et donc une augmentation de la quantité de p53 via sa stabilisation.
La stabilisation de 53 dépend également de modifications post-traductionnelles :
- Phosphorylation, principalement dans la partie N-term
- Acétylation, dans les zones centrales
- Ubiquitination, principalement dans la partie C-term
- SUMOylation, etc
Il y a une diversité des modifications posttraductionnelles liée à la diversité des voies activées.
Des modifications sur les différentes voies amènent à des résultats différents :
- Promotion de l’apoptose
- Arrêt du cycle cellulaire
Exemple de compétition post-traductionnelle ?
Par ailleurs, un même acide aminé peut être la cible de différentes modifications comme :
- la lysine 370 (K370) qui peut être méthylée, neddylée (NEDD8) ou ubiquitinée.
- la lysine 372 (K372) qui peut être méthylée, neddylée (NEDD8), ubiquitinée ou acétylée.
En cas de dommage de l’ADN, Mdm2 ne se fixe pas et puis conduire à d’autres modifications posttraductionnelles comme :
- une acétylation à la faveur d’une activation transcriptionnelle où p53 jouera donc son rôle
- ou bien une dé-acétylation à la faveur d’une répression transcriptionnelle
Il y a donc une diversité de réponses selon l’intensité du stress passant de l’arrêt du cycle cellulaire, homéostasie, apoptose, réparation ADN, senescence…
pR53 et arrêt du cycle :
Y a-t-il nécessairement un arrêt du cycle pour une réparation ADN ?
En pratique, les deux phénomènes ne co existent pas toujours, les dernières données montrent qu’il peut y avoir réparation de l’ADN sans arrêt du cycle. L’intérêt de l’arrêt du cycle est d’éviter la transcription d’ADN muté.
Autre rôle de p53 : Sénescence
Intérêt en cancerologie d’induire la senescence des cellules tumorales.
p53 et métabolisme énergétique :
Rôle dans quel effet en cancérologie ?
Importance de p53 dans la régulation métabolique, notamment l’équilibre entre la glycolyse aérobie/anaérobie. Et également la place de l’effet Warburg qui permet l’utilisation du glucose sans O2, régulée par p53.
- PGC-1α est associé à la survie des patients atteints de cancer bronchique non à petites cellules, notamment par l’effet Warburg
- SUN2 = composant clé du cytosquelette et du squelette nucléaire, joue un rôle dans l’inhibition de l’effet Warburg dans le cancer du poumon.
