Molecular mechanisms of normal erythropoiesis

• Main Author: Cico, Alba
• Other Authors: Sorbonne Paris Cité
• Language: en
• Published: 2017
• Subjects: Marqueurs érythroïdes; LDB1; Marqueurs de surface; MYB; Erythroid markers; Cell surface markers
• Online Access: http://www.theses.fr/2017USPCC311

Un être humain adulte produit environ deux millions d’érythrocytes par seconde, à travers un processus connu sous le nom d’érythropoïèse. L’érythropoïèse est contrôlée par une balance entre prolifération et différenciation finement régulée. L’expression des gènes impliqués dans ces deux processus distincts, est régulée extrinsèquement (cytokines) et intrinsèquement (microenvirennement métabolique, facteurs de transcription). Les facteurs de transcription, fonctionnent sous forme de complexes multiprotéiques et contrôlent l’activité transcriptionnelle des cellules. Parmi eux, le complexe LDB1 joue un rôle clé dans la régulation de la balance prolifération/différenciation pendant l’érythropoïèse, puisqu’il contrôle l’expression des gènes impliquées dans ces deux processus. Au cours de mon doctorat, nous avons d’abord caractérisé les mécanismes moléculaires de la “pré-activation” des gènes de différenciation, également nommés marqueurs erythroides, dans les progéniteurs erythroides immatures. La pré-activation, est un état dans lequel, les gènes sont exprimés à un niveau basal très bas, permissif pour une activation significative pendant la différenciation. Nous avons ainsi montré que les répresseurs : ETO2, IRF2BP2 et NCOR1, interagissent avec le complexe LDB1, et lient ensemble les gènes des marqueurs erythroides et les répriment. Au cours de l’érythropoïèse, ces corépresseurs sont déstabilisés et LDB1 agit alors comme un activateur. En ce qui concerne les gènes de prolifération, nous avons observé que le complexe LDB1 est déstabilisé au niveau de ces loci pendant l’érythropoïèse. Afin d’étudier les mécanismes moléculaires de la répression génique des gènes de prolifération au cours de l’érythropoïèse, nous avons choisi d’étudier Myb, une cible du complexe LDB1, étudié auparavant dans le laboratoire. Nous avons testé trois facteurs : ZEB1, OGT et RNF12, en tant que candidats dans la répression de Myb. Nous avons montré que RNF12 est le seul facteur intervenant dans la transcription de Myb. RNF12 régule Myb probablement par une modification de complexes épigénétiques. === Every second about 2 million erythrocytes are produced in the adult human body, through a process called erythropoiesis. Erythropoiesis is controlled by a highly regulated balance between proliferation and differentiation. Expression of genes responsible for cell proliferation and differentiation is controlled external (such as cytokines) and internal (such as metabolic microenvironment and transcription factors). Transcription factors bind DNA and recruit co-factors generating transcriptional complexes. The LDB1 complex has a key role in the balance between erythroid proliferation vs. differentiation, since it regulates genes involved in both processes. During my Ph.D., we investigated the molecular mechanisms that LDB1 employs to regulate genes with divergent function. We first showed that in erythroid progenitors, differentiating genes, also known as erythroid markers, are primed. Gene priming consists of genes expressed in low basal but significant levels in progenitors, which can rapidly be activated during differentiation. We showed that in progenitors, ETO2, IRF2BP2 and NCOR1, bind the LDB1 complex therefore generating a priming complex. During differentiation, binding of the repressive (ETO2-IRF2BP2-NCOR1) co-factors to the LDB1 complex, is destabilized and genes become active. In genes involved in erythroid proliferation, we observed that LDB1 is destabilized, a feature leading to gene silencing. We used Myb, as a model of gene silencing in the context of regulation by the LDB1 complex. We tested three transcription factors: ZEB1, OGT and RNF12, as candidates in gene silencing. Among these factors, only RNF12 regulates Myb expression, probably through modifications of epigenetic silencers (Polycomb/MLL).