Etude de l'organisation et de la régulation du gène de la gamma-glutamyl transpeptidase

Abstract

La gamma- glutamyl transpeptidase (GGT) est une enzyme transmembranaire localisée à la face externe de la cellule. Elle est surtout connue comme marqueur de certaines maladies hépatiques . En effet, l’activité de la GGT est modifiée dans différentes situations physiologiques et pathologiques telles que le développement, l’alcoolisme chronique, les cholestases et les cancers hépatiques. C’est une enzyme clé dans le métabolisme du glutathion, elle joue un rôle essentiel dans le maintien du niveau intracellulaire en glutathion, dans l’approvisionnement des cellules en cystéine, dans la détoxification cellulaire et dans le métabolisme des leucotriènes.L’expression de la GGT, très sensible au stress oxydatif, constitue un élément important dans le mécanisme de défense antioxydant .Le but de ce travail a été l’étude des bases moléculaires de l’expression de la GGT chez l’Homme et chez le rat.

Chez le rat , nous avons étudié particulièrement le rôle de la méthylation de l’ADN dans la régulation de l’expression du gène de la GGT. Nous avons pu montrer qu’il existe une corrélation inverse entre le degré de méthylation et l’expression du gène de la GGT sur des hépatocytes en culture. Les profils de méthylation générés par les enzymes Hpall et Mspl indiquent que le gène de la GGT, très méthylé dans les cellules Fao, devient hypométhylé après traitement à la 5-azacytidine. Seul le promoteur P3 s’est montré sensible aux effets de déméthylation indique par la 5-azacytidine, les autres promoteurs étudiés ne sont pas touchés par cette régulation.

Chez l’Homme nous avons identifié et caractérisé le gène codant pour les ARNm de type I . La partie codante de ce gène est composée de 12 exons et 11 introns étalés sur plus de 16kb. L’organisation des exons et des introns est similaire à celle du gène de la GGT chez le rat et la souris. Les exons 1à7 codent pour la grande sous unité, alors que les exons de 8à12 codent pour une partie de la grande sous unité plus la totalité de la sous unité légère. Nous avons déterminé que l’intron7 contient dans sa partie3’ les séquences correspondant aux régions 5’ non codantes de l’ARNm tronqué décrit dans les poumons. La séquence de cet intron a montré l’existence de structures spécifiques des promoteurs. Après des expériences de transfection, une activité promotrice a été obtenue. Ces résultats nous ont confirmé l’existence d’un promoteur intronique qui transcrit l’ARNm tronqué de la GGT.

Enfin, nous avons fait une étude comparative sur le gène de la GGT chez quatre espèces : Homme, rat, souris et porc, pour comprendre l’organisation du complexe transcriptionel du gène de la GGT et voir si cette organisation est conservée entre ces différentes espèces. La structure du gène de la GGT a été élucidée chez le rat et la souris oû un gène unique est transcrit à partir de plusieurs promoteurs en plusieurs transcrits traduits en une seul chaîne polypeptidique. L’analyse des séquences des cDNA et des gènes chez les différentes espèces a montré une large conservation de l’organisation transcriptionnelle de ce gène. Cette structure complexe fournis une flexibilité dans l’expression de la GGT contrôlée au niveau du gene par plusieurs sites de régulation, et au niveau de l’ARN par des conséquences 5’non traduites alternativement épissées qui peuvent créer une diversité dans la stabilité et l’efficacité de la traduction des différents transcrits. Finalement, la transcription du gène de la GGT à partir de plusieurs promoteurs offre des cibles pour différents stimuli du stress oxydatif et contribue à une grande défense antioxydante à travers l’induction de la GGT, suivi de l’approvisionnement en cystéine à partir du glutathion extracellulaire.