Thèse soutenue le 17 octobre 2000 pour obtenir le grade de Docteur de l'Université Joseph Fourier de Grenoble I - Discipline : Biologie
Résumé :
La protéine kinase CK2 est une sérine/thréonine kinase qui se présente classiquement après purification sous la forme d'un hétérodimère, composé de deux sous-unités catalytiques CK2α et CK2α' associées fortement à deux sous-unités dites régulatrices CK2ß. Il s'agit d'une enzyme ubiquiste et phylogénétiquement conservée de la levure à l'homme dont la régulation et la fonction biologique sont encore méconnues.
L'objectif de ce travail a été de déterminer la place et le rôle éventuel de la sous-unité catalytique CK2α dans la signalisation mitogénique et d'étudier la fonction de la protéine kinase CK2 dans la prolifération cellulaire de lignées de fibroblastes NIH3T3 et CCL39.
Au cours de cette étude, j'ai pu montrer qu'il existe un complexe entre CK2α et MEK1, protéine-kinase du module ERK/MAPK, connue pour jouer un rôle central dans la régulation de la prolifération et de la différenciation cellulaire en réponse aux facteurs de croissance. De plus, j'ai pu montrer que CK2α forme un complexe moléculaire avec la protéine phosphatase 2A (PP2A) et cible l'activité phosphatase sur MEK1. La surexpression de CK2α est ainsi capable d'inhiber l'activation de MEK1 et de ERK/MAPK par le sérum. Enfin, j'ai pu montrer que ce mécanisme de régulation était spécifique du module ERK/MAPK. L'étude des effets biologiques de ce complexe CK2α-PP2A indique que la surexpression de CK2α inhibe la transformation cellulaire des fibroblastes NIH3T3 induite par Ras oncogénqie, mais n'affecte pas la prolifération cellulaire.
La surexpression des différentes formes de CK2 n'a également aucun effet détectable sur la prolifération cellulaire. Par contre, l'utilisation d'un mutant dominant inactif de la sous-unité catalytique CK2α : CK2αK68A inhibe la progression en G1 du cycle cellulaire des fibroblastes NIH3T3 et CCL39, suggérant le fait qu'une activité CK2 soutenue est nécessaire pendant les phases précoces du cycle cellulaire. J'ai ensuite analysé le mécanisme d'action de ce mutant dominant inactif. J'ai pu montrer que CK2αK68A s'associe à la sous-unité régulatrice CK2ß endogène et qu'il est incapable, ni de moduler l'expression des sous-unités de CK2 endogènes, ni de générer de CK2α libre détectable. De plus, j'ai montré que l'effet observé sur la prolifération ne dépend pas de la capture par CK2αK68A d'une population de CK2ß libre présente dans la cellule. Le mécanisme d'action de CK2αK68A semble plutôt reposer sur l'inhibition de la phosphorylation de substrats endogènes. Ces derniers restent aujourd'hui à caractériser.
Jury :
Rapporteur : Pr F Amalric
Rapporteur : G. L'Allemain
Examinateur : L. Bianchini
Examinateur : Pr Edmond Chambaz
Examinateur : Jean-Jacques Lawrence
Mots-clés :
CK2, MEK1, signalisation mitogénique, prolifération cellulaire, différenciation cellulaire, 2A, PP2A, G1