Caractérisation de la répartition et de facteurs régissant l’expression des ARNm de la gamma-glutamyltransferase

Abstract

Dans le génome des vertébrés environs 100.000 gènes déterminent le phénotype de chaque cellule de l’organisme. Les mécanismes moléculaires qui contrôlent l’expression de ces gènes sont complexes et peuvent agir à différents niveaux de la synthèse protéique, notamment la structure de la chromatine, l’initiation de la transcription, la maturation et la structure des ARN, l’initiation de la traduction et la stabilité des protéines. En particulier, une corrélation inverse a été mise en évidence entre l’expression de certains gènes eucaryotes et leur degré de méthylation. Il devient aussi de plus en plus évident que les régions 5 et 3 non traduites des ARNm sont impliquées dans la régulation de la traduction. La gamma-glutamyltransférase (GGT E C 2.3.2.2), enzyme majeur du catabolisme du glutathion et de ses dérivés, est une glycoprotéine hétérodimérique issue du clivage protéolytique d’un précurseur unique et est localisée à la surface externe des membranes plasmiques. La structure du gène de la GGT a été élucidée chez le rat et la souris où un seul gène est transcrit à partir de plusieurs promoteurs pour donner différant que par leurs régions 5 non traduites (5NT) et codants une chaine polypeptidique unique. Chez l’homme, par contre, la GGT est une famille multi génique d’au moins sept gènes ou pseudo gènes partiellement caractérisés et dont cinq sont transcrits de manière de plus ou moins spécifique. Il a été montré que l’organisation intron/exon du cadre de lecture ouvert du gène 6 est semblable à celle décrite pour les gènes murins. Ces ARNm correspondent à la séquence déterminée à partir de l’ADNc codant l’enzyme GGT active et ont été isolés des lignées cellulaires de l’hépatome humain HepG2, du pancréas, du placenta et du foie féotal. De tels ARNm, codés par le gène 6, montrent un cadre de lecture ouvert unique codant un seul polypeptide qui, durant le processus de maturation post-transcriptionnelle, donne naissance à la sous-unité lourde et légère constituant l’enzyme mature et enzymatiquement active. Certains des ARNm de la GGT sont ubiquitaires et d’autres ont une expression tissu-, ontogénie ou pathologie-spécifique. Cependant, la multitude des gènes relatifs à la famille de la GGT humaine et la méconnaissance de leurs structures exactes rendent difficile toute étude approfondie pour élucider les mécanismes moléculaires et comprendre la signification physiopathologique de leur expression. Au cours de ce travail nous avons caractérisé la distribution de différents ARNm de GGT dans les lignées cellulaires et des tissus sains et cancéreux et étudié l’effet de la méthylation de l’ADN et des régions 5NT sur l’expression de cette protéine. Nous avons démontré que les ARNm de type I sont ubiquitaire ment exprimés dans les lignées cellulaires et les tissus sains et cancéreux analysés, contrairement au type II dont l’expression est majoritaire dans les tissus cancéreux par rapport aux tissus sains des voies aérodigestives supérieures. Les ARNm de type HepG2 sont largement exprimés en comparaison avec ceux de type placenta et foie féotal, aussi bien dans les tissus que dans les lignées cellulaires cancéreuses. Ensuite, nous avons mis en évidence l’implication de la méthylation de l’ADN et des régions 5 NT dans la régulation de l’expression de la GGT : il existe une corrélation inverse entre le degré de méthylation du gène de la GGt et sont expression tissu-spécifique, au cours du développement chez le rat et dans deux lignées cancéreuse prostatiques humaines, ces modes de régulation sont type cellulaire-spécifique. D’autre part, seul le gène 6 de la GGT (ARNm de type I) est exprimé dans toutes les lignées cellulaires contrôles et différenciées par les différents agents inducteurs utilisés.