Contrôle génétique de la biosynthèse des déterminants antigéniques glucidiques Sda et sLex dans le côlon humain : Etude de la régulation transcriptionnelle du gène B4GALNT2
(Genetic control of the biosynthesis of antigenic carbohydrate Sda et sLex in human colon: Transcritpional regulation of the B4GALNT2 gene)

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Auteur(s):  Wavelet, Cindy
Date de soutenance : 16/12/2016
Éditeur(s) : Université Lille1 - Sciences et Technologies 

Langue : Français, Anglais
Directeur(s) de thèse :  Harduin-Lepers, Anne
Laboratoire : Unité de glycobiologie structurale et fondamentale (UGSF)
Ecole doctorale : École doctorale de Biologie-Santé (Lille)

Classification : Sciences de la vie, biologie, biochimie
Discipline : Aspects Moléculaires et Cellulaires de la Biologie
Mots-clés : Facteur de transcription Ets-1
Glycosyltransférases
Transcription génétique
Facteurs de transcription
Cancer colorectal
Antigènes tumoraux
Transfection
Mutagénèse dirigée
Immunoprécipitation de la chromatine

Résumé : Le gène B4GALNT2 code l’enzyme β1,4-N-acétylgalactosaminyltransférase II qui contrôle l’expression de l’antigène glucidique de groupe sanguin Sda (GalNAcβ1,4[Neu5Acα2-3]Galβ1-4GlcNAc-R). Cet antigène glucidique est aussi détecté dans les tissus humains, principalement dans le tractus gastro-intestinal. Il est exprimé dans le côlon sain et tend à disparaître dans le côlon cancéreux, alors que l’antigène sLex (Neu5Acα2-3Galβ1-4[Fucα1-3]GlcNAc-R) normalement absent dans le côlon sain apparaît dans les cellules cancéreuses coliques. Cependant les mécanismes moléculaires permettant l’expression de l’antigène tumoral sLex au dépend de l’antigène Sda restent inconnus. Le gène B4GALNT2 gouverne l’expression de différents transcrits résultant de l’utilisation de deux sites d’initiation de la transcription différents localisés à 200 pb l’un de l’autre. L’utilisation alternative de deux premiers exons (E1s et E1L) conduit à la production de deux types de transcrits majoritaires, l’un court, l’autre long. Pour comprendre les mécanismes transcriptionnels qui régulent l’expression du gène B4GALNT2 dans le côlon, nous avons établi le profil d’expression du gène B4GALNT2 dans différentes lignées cellulaires et différents tissus humains par Q-PCR et nous avons entrepris une identification des régions génomiques régulatrices essentielles du gène B4GALNT2. La quantification relative de chaque type de transcrit indique que le transcrit court est le transcrit majoritairement exprimé dans les cellules coliques, dans le côlon et l’estomac dont l’expression diminue fortement dans le côlon cancéreux. Nous avons délimité une région minimale promotrice en transfectant transitoirement des constructions contenant différentes régions génomiques en amont du gène rapporteur de la luciférase, dans différentes lignées cellulaires, coliques saines ou non et gastriques. Des expériences de retard sur gel nous ont permis de mettre en évidence des complexes protéines-acide nucléique. Des sites de fixation potentiels pour des facteurs de transcription ont été déterminés par des analyses bioinformatiques de la région promotrice basale. La mutation de ces sites par mutagénèse dirigée nous a permis de déterminer l’implication de ces facteurs de transcription dans la régulation du gène B4GALNT2. Enfin, la fixation in cellulo de ces facteurs de transcription au niveau de la région promotrice minimale du gène B4GALNT2 a été confirmée par immunoprécipitation de la chromatine. Nos résultats suggèrent que le transcrit court du gène B4GALNT2 humain soit majoritairement exprimé dans le colon sain est régulé par un ensemble de facteurs de transcription tels que Ets-1, DMP1 ou Sp1.


Résumé (anglais) : The B4GALNT2 gene encodes the β1,4-N-acetylgalactosaminyltransferase II enzyme that controls expression of the histo blood group antigen Sda (GalNAcβ1,4[Neu5Acα2-3]Galβ1-4GlcNAc-R). This carbohydrate antigen is detected in human tissues primarily in the gastrointestinal tract. It is expressed in healthy colon and tends to disappear in colon cancer, whereas the sLex antigen (Neu5Acα2-3Galβ1-4[Fucα1-3]GlcNAc-R) normally absent in healthy colon appears in colic cancer cells. However, molecular mechanisms underpinning expression of sLex tumor antigen at the expense of Sda antigen remain largely unknown. The B4GALNT2 gene drives the expression of several transcripts with alternative first exon named E1S (Short) and E1L (Long) arising from the use of two different transcriptional start sites located 200 bp apart from each other. To understand the transcriptional mechanisms that govern B4GALNT2 gene expression in colon, we have established the B4GALNT2 transcript expression profile in various cell lines and tissues using Q-PCR and we have undertaken an identification of essential regulatory genomic regions of the B4GALNT2 gene. The relative quantification of each transcript indicated that the short transcript variant of B4GALNT2 is the major transcript expressed in colic cells, and in colon and stomach, and is dramatically reduced in cancer colon. We report on the delineation of a minimal promoter region using transient cell expression of genomic deletion constructs harboring the luciferase reporter gene in healthy colic (or not) and gastriccell lines. Electrophoretic Mobility Shift Assay experiences allowed us to highlight protein-nucleic acid interactions in this minimal promoter region. Transcription factor binding sites were determined by bioinformatics analysis of the minimal promoter region. Mutation of these sites by directed mutagenesis allowed us to determine their implication in the regulation of the B4GALNT2 gene. Finally, in cellulo fixation of these transcription factors to the minimal promoter region of the B4GALNT2 gene was confirmed by chromatin immunoprecipitation. Our data further suggest that the short B4GALNT2 transcript is predominantly expressed in healthy colon and is regulated by a combination of various transcription factors such as Ets-1, DMP1 or Sp1.


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