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(No Transcript)
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Télomérase et Cancer
Télomères
Télomères
Télomérase
Régulation Télomères
Régulation Télomérase
3
Télomères Télomérase et Cancer
Quelques dates
Notion dextrémités des chromosomes protégées
WATSON
Mort des cellules par perte de gènes vitaux
Hypothèse dOLOVNIKOV (1971) Perte progressive
dADN au cours des réplications
Protozoaire Tetrahymenia thermophila Mise en
évidence dun complexe Ribonucléoprotéique Constit
ué - Reverse Transcriptase (TERT) - ARN
matriciel (TR)
Greider et Blackburn 1985
Depuis 1996
Télomères et Télomérases sont très étudiés
Protozoaire Tetrahymenia thermophila (in
vivo) Levures Saccharomyces cerevisiae (in
vivo) Schizosaccharomyces pombe (in
vivo) Souris TR limitant (in vivo, souris
invalidées) Homme TERT limitante (in vitro)
Modèles
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Télomères Télomérase et Cancer
Télomères
Nécessité pour la cellule de différentier les
extrémités de ses chromosomes des cassures dans
lADN
Pour échapper aux systèmes de réparation des ADN
endommagés et à la fusion inter-chromosomique
Système NHEJ
Arrêt du cycle, Apoptose
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Télomères Télomérase et Cancer
Télomères ?
Séquences ADN - situées aux extrémités des
chromosomes
- non codantes
- constituées essentiellement dun motif répété
- longueur variable selon les espèces
Organismes Uniaires Ciliés (Euplotes) TTTTGGGG
Levure (S.Cerevisiae) TG Flagellés(Tripanosome
, Leishmania) TTAGGG Algues Chlamydomonas
TTTTAGGG Organismes Multiaires Vertébrés
-homme TTAGGG -souris TTAGGG -tous les
autres TTAGGG Truite TTAGGG
Plantes Arabidopsis thaliana TTTAGGG Insectes
(lepidoptères) TTAGG Champignons
(Neurospora) TTAGGG Nématodes (Ascaris,Caenorhabd
itis Elegans) TTAGGC
lt 100 pb lt 500 pb lt 100 pb lt 500 pb gt 10 kpb gt
50 kpb gt 20 kpb 3 kpb gt 10 kpb ? ?
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Télomères Télomérase et Cancer
Régions télomériques non conventionnelles
Drosophile HeT-A (6kpb) et TART (10 kpb)
transposons non LTR Transposés
régulièrement aux extrémités des chromosomes
Anophèle et oignon Séquences très longues
répétées, homogénéité des séquences est
maintenue par des Crossing over non
réciproques et ou des conversions de gènes
Régions sub-télomériques homogènes au sein de
lespèce mais variables entre les espèces
Longueur variable selon lespèce
Tandems répétés ? télomères télomères
télomères dégénérés maintien de
lhomogénéité par Crossing Over non réciproques
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Télosome Télomérase et Cancer
Télosomes Modèles détude
Modèles  in vivo  gt les levures
S.cerevisiae
Schizosaccharomyces Pombe ? mais modèle  in
vivo  plus proche de lhomme
CONFIRMATION pour lhomme  in vitro  gt
interaction des protéines entre elles gt
maintien en culture dexplants
Utilisation de souris invalidées pour les ?
gènes impliqués dans le maintien des télosomes.
gt faisable car la longueur des télomères de
souris permet lobtention de 7 générations
sans rallongement des télomères. gt génération
8 apparition de souris stériles
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Télosome Télomérase et Cancer
Télosomes
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Télosome Télomérase et Cancer
Télosomes Protéines constituantes
TTAGGG Repeat Factor (TRF1et TRF2)
TRF1 - Fixés sur les télomères sous forme
dhomodimères -Stabiliseraient la
T-loop -Empêcherait laccés de la télomérase
aux télomères - Nombre critique (?) gt passage
à la forme réplicative
TRF2 - se lie préférentiellement à la boucle
D (in vitro) - lié à RAD50 et MRE11 gt
enzymes syst. réparat. de lADN - Rôle majeur
suspecté dans la protection des télomères et
la stabilisation des boucles-D - Active
également la dégradation des télomères - Sa
sur-expression gt raccourcissement des
télomères
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Télosome Télomérase et Cancer
Télosomes Protéines constituantes
Pot1 - fixée à lextrémité 3 du brin TG
- correspond à Cdc13p de S. cerevisiae
Cdc13p gt Contrôle positif de lélongation (in
vivo) protection de lextrémité en fixant
Ten1 Stn1 recrutement de la TERT avant
réplication
Homme ?
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Télosome Télomérase et Cancer
Télosomes Protéines associées
Véronique Gire MS/2005
Rap1 gt Rap1 de S. cerevisiae - fixée sur
TRF2 et non sur lADN directement - rôle ?
Tin2 - fixée sur TRF1 - rôle ?
Participerait au contrôle négatif de
lélongation des télomères -Tin2 Régulation du
cycle aire -Tin2/TRF1 régulation du cycle
et de la longueur des télomères
Ku - hétérodimère (70 et80kDA) - Capitale
dans la réparation des cassures dADN double
brin - se fixe sur TRF1 - Rôle ? Absence Ku
(mammifères) gt fusion télomères -
télomères
Tankyrase - TRF1 interacting,
ankyrin-related, ADP-ribose polymerase -
Activité poly ADP-ribose polymérase sur TRF1 -
Conduirait au décrochage de TRF1 - Faciliterait
laccès de lextrémité 3 à la Télomérase -
Posséderait également une fonction réparatrice de
lADN
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Télomérase et Cancer
Télomères
Télomérase
Télomérase
Régulation Télomères
Régulation Télomérase
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Télomérase Télomérase et Cancer
Transcriptase inverse spécialisée
Sous-unité catalytique, protéique gt TERT
2 acteurs suffisants in vitro
Un ARN matriciel gt TR
Active en dimères 2 TR et 2 TERT
N
C
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Télomérase Télomérase et Cancer
Transcriptase inverse spécialisée
Sous-unité catalytique, protéique gt TERT
2 acteurs suffisants in vitro
Un ARN matriciel gt TR
Active en dimères 2 TR et 2 TERT
N
C
RID2/T - Interaction avec le pied de boucle
P6.1 de hTR
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Télomérase Télomérase et Cancer
Transcriptase inverse spécialisée
Sous-unité catalytique, protéique gt TERT
2 acteurs suffisants in vitro
Un ARN matriciel gt TR
Active en dimères 2 TR et 2 TERT
N
C
RID1 - Liaison avec le pied de boucle P1 de
hTR et C terminal de hTERT - Nécessaire à la
processivité mais pas à lactivité
polymérase - Apporte avec C-term la
spécificité par saut de la  télomérase 
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Télomérase Télomérase et Cancer
Transcriptase inverse spécialisée
Sous-unité catalytique, protéique gt TERT
2 acteurs suffisants in vitro
Un ARN matriciel gt TR
Active en dimères 2 TR et 2 TERT Processive
Type II par sauts
Recrutement de TERT et de TR
Reverse transcription de la matrice TR
GGTTAG
GGTTAG
Elongation dun motif GGTTAG
Translocation
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Télomérase Télomérase et Cancer
Transcriptase inverse spécialisée
Sous-unité catalytique, protéique gt TERT
2 acteurs suffisants in vitro
Un ARN matriciel gt TR
Active en dimères 2 TR et 2 TERT Processive
Type II par sauts
Facteurs auxiliaires protéiques
Protéine Région interagissant Fonction ---------
--------------------------------------------------
--------------------------------------------------
-------- hTERT associée     TEP1 aa 1-350,
601-927 inconnue     Diskérine/Hsp90 aa
1-195 Assemblage/conformation     14-3-3 aa
1004-1132 Localisation nucleaire hTR
associée     TEP1 nt 1-871 inconnue     hGAR1
hTR H/ACA domain Stabilité, maturation,
localisation     Dyskerin/NAP57 hTR H/ACA
domain Stabilité, maturation, localisation     hNO
P10 hTR H/ACA domain inconnue     hNHP2 hTR
H/ACA domain Stabilité, maturation,
localisation     C1/C2 nt 33-147 Stabilité,
maturation, localisation     La nt 1-205,
250-451 Accessibilité aux télomères?     A1/UP1 n
t 1-208 inconnue     hStau nt
64-222 Accessibilité aux télomères?     L22 nt
64-222 hTR processing, localisation? aa, amino
acids nt, nucléotides.
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Télomérase et Cancer
Télomères
Télomérase
Régulation Télomères
Régulation Télomères
Régulation Télomérase
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Régulation Télomères Télomérase et Cancer
Régulation de la taille des télomères
Allongement
Erosion des télomères
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Régulation Télomères Télomérase et Cancer
Régulation de la taille des télomères
Allongement et Télomérase
???? Tankyrase gt décrochage de TRF1
???? Déstabilisation de la T-loop ???? Pot1 gt
recrutement de la télomérase ???? Elongation des
télomères
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ALT Télomérase et Cancer
Régulation de la taille des télomères
Allongement et ALT (Alternalive Lengthening of
Telomeres)
Phénotype ALT gt identifié la première
fois dans les tumorales PML (pro myelocytic
leukemia)
gt Un accroissement non limité de la taille de
leurs télomères gt Pas de télomérase
réactivée gt Inactivation des répresseurs de
lactivité ALT gt Mise en évidence de corps
nucléaires spécifiques (APB-ALT associated PML
Bodies)
APB composé ADN télomérique
extrachromosomal (ECTR-Extra Chromosomal
Telomeric Repeats ) gt Circulaire et
linéaire Protéines TRF1 et TRF2 Protéines
impliquées dans la réplication et la
recombinaison (RAD 50, RAD 51, RAD 52, RPA,
MRE11, NBS1, BLM, et WRN.
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ALT Télomérase et Cancer
Régulation de la taille des télomères
Allongement et ALT (Alternalive Lengthening of
Telomeres)
Mécanismes déchange non réciproque validé
par des télomères portant une séquence Tag
FISH gt augmentation du nombre de Tag
détectables gt augmentation du nombre de
chromosomes Tagués
entre 2 chromosomes
A partir de la T-Loop
Par cercle roulant sur ECTR circulaire
A partir dECTR linéaire
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Erosion télomères Télomérase et Cancer
Mécanismes impliqués dans lErosion
Au cours de la Réplication
Fin de Réplication
Enlèvement des amorces ARN des extrémités
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Erosion télomères Télomérase et Cancer
Mécanismes impliqués dans lErosion
Par échanges intrachromatidiens
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Erosion télomères Télomérase et Cancer
Vitesse estimée de lErosion en culture 40 à
200 nucléotides/division In vivo 15 à 50
nucléotides/an
Mesure de la longueur des télomères à la fin de
leur vie
Centenaires
100 ans
5 à 6 kb
Trisomie 21
46 ans
Progeria de Hutchinson-Gilford
lt 14 ans
Arrêt des divisions Sénescence
Lymphocytes en culture
Suggère un lien potentiel entre sénescence
aire / vieillissement des tissus / mort des
sujets ?
Biopsies de derme
Taux de SA-ß-Galactosidase
En fonction de lâge des sujets
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Erosion télomères Télomérase et Cancer
Essentiellement mais pas uniquement
?
Mémoire du nombre des réplications
Horloge mitotique
Erosion des télomères
Limitation du nombre de divisions aires
Mécanisme Antiprolifératif
Sénescence proliférative
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Sénescence proliférative Télomérase et Cancer
Taille moyenne des télomères
germinales
10-15 kb
souches/basales
5-7 kb
M1 H Point de Hayflick
Sénescence Proliférative
somatiques
Divisions Cellulaires
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Sénescence proliférative Télomérase et Cancer
Nombre limité de TRF1?
Dissociation du télosome ou Changement de
conformation?
Reconnu par la machinerie aire comme de lADN
endommagé
Induction
()
?
p16INK4a
Kinase ATM PARP
pRB-OH Active
Association à E2F
Inactivation
X
X
Cyclin Dependant Kinase CDK4 et 6
Blocage du cycle en G1/S Sénescence
Activation
Induction
p53
p21WAF1
pRB-P Inactive
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Immortalisation Télomérase et Cancer
somatiques Immortalisées Télomérase - ALT
Taille moyenne des télomères
10-15 kb
Action doncogènes  Inactivation  des gènes
suppresseurs de tumeur
5-7 kb
10-7 Immortalisation
somatiques Immortalisées Télomérase
Sénescence Proliférative
Pré-immortalisation
2-4 kb
M2
Crise
Divisions Cellulaires
Immortalisation
Pré-immortalisation
Prolifération illimitée Réactivation de
télomérase gt Stabilisation taille des
télomères ou Réactivation de ALT gt Pas de
stabilisation taille des télomères
Mort massive des cellules Apoptose
Prolifération limitée (20 à 40) Dégradation des
télomères Instabilité chromosomique Translocations

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Immortalisation Télomérase et Cancer
Effet de hTERT ?
Taille moyenne des télomères
10-15 kb
Immortalisation
Expression ectopique dhTERT
5-7 kb
somatiques Immortalisées
Pré-immortalisation
2-4 kb
Divisions Cellulaires
Sénescence Réplicative
Crise
Immortalisation des fibroblastes en culture
Expression ectopique dhTERT
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Oncogènes Télomérase et Cancer
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Télomérase et Cancer
Télomères
Télomérase
Régulation Télomères
Régulation Télomérase
Régulation Télomérase
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Télomérase et Cellules Télomérase et Cancer
Activité télomérase germinales gt
basales gt somatiques Classiquement dans
somatique pas dactivité. Activité élevée
Tumeur Activité décrite dans les
lymphocytes Régulation de lactivité
télomérase gt 3 niveaux gt transcriptionnelle
(TR et TERT) gt post-transcriptionnelle
(TERT) gt post-traductionnelle (TERT)
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Régulation Transcription Télomérase et Cancer
Constitutif
hTR
mTERT
Régulé
hTERT
mTR
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Régulation Transcription Télomérase et Cancer
Transactivateurs Répresseurs

• Pas de CAAT box ni de TATA box
• Région GC riche îlot CpG autour de lATG gt
  régulation par méthylation suspectée?
• Identification de nombreux sites de fixation de
  facteurs de transcription

• Confirmation en
• Promoteur luciférase
• Surexpression Facteur de Transcription
• siRNA

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Régulation Transcription Télomérase et Cancer
Boîtes E
Exon1
Exon2
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Régulation Transcription Télomérase et Cancer
Boîtes GC
En synergie avec Boîtes E
Exon1
Exon2
Boîte GC
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Régulation Transcription Télomérase et Cancer
Autres Eléments de Réponse
Exon1
Exon2
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Régulation Transcription Télomérase et Cancer
Action des protéines virales sur la transcription
E6 HPV
Tax HTLV1 Lympho T
NFkB
E6 /E6AP
p53
LANA HHV8 Kaposi
HBX HBV
Ubiquitination
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Régul Post-Transcription Télomérase et Cancer
Epissage différentiel
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Régul Post-Transcription Télomérase et Cancer
Fonction inconnue de ces Transcrits alternatifs
chez lhomme
Profils de transcrits toujours identique Pas
alléatoire
Transcrit Alpha Seul en phase Régulation par
compétition
Effet négatif des transcrits alternatifs exogènes
surexprimés
Maintien du rapport transcrit codant / transcrits
alternatifs
EPISSAGE ALTERNATIF
MECANISME ADDITIONNEL DE REGULATION DE LACTIVITE
TELOMERASE
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Régulation Post-Traduction Télomérase et Cancer
Régulation post-traductionnelle de la télomérase
Lymphocytes Amygdales Lymphocytes B et T
circulants
Modulation de lactivité télomérase par
modifications post-traductionnelles de hTERT
Tissus ovariens normaux
Action de ? inhibiteurs de kinase gtSur cellules
explantées de tumeurs gtSur cordons ombilicaux
maintenus en culture gtSur cellules en cultures
Au moins 3 kinases identifiées modifiant activité
télomérase
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Régulation Post-Traduction Télomérase et Cancer
Kinase Site de phosphorylation Sur hTERT Action Sur hTERT
Protein Kinase C ? Active
Akt ProteineKinase 220-GARRRGGSAS-229 817-AVRIRGKSYV-826 Active
Tyrosine Kinase c-Abl 308-PSTSRPPRP-316 Inactive
Cas des lymphocytes CD4
Translocation phosphorylation dépendante
hTERT produite dans le cytoplasme
hTERT-P dans le noyau
INACTIVE
ACTIVE
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Régulation Télomérase et Cancer
Activité Télomérase Régulée Via hTERT
Tumorigenèse
Post-traductionnel
Epissage Différentiel ???
Transcription
TERT autre fonction dans la cellule suspectée
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(No Transcript)