Academic literature on the topic 'Protéines de choc thermique 70'

Pour la survie des cellules, en particulier dans des conditions difficiles, l’un des mécanismes qui s’est le plus maintenu lors de l’évolution est celui de l’expression de protéines connues sous le nom de protéines de choc thermique, ou protéines de stress. Ces protéines assurent une protection lors d’un second stress et induisent ainsi une tolérance aux agressions qui suivent. Trois grandes familles de protéines de choc thermique ont été décrites selon leurs tailles : 27 kDa, 70 kDa et 90 kDa. Ces protéines sont exprimées à la suite de toute situation qui compromet la survie cellulaire. Parmi ces situations se trouvent d’abord l’augmentation de température, l’exposition à des métaux lourds ou à d’autres agents chimiques comme l’ozone, l’hypoxie, l’anoxie, le manque de glucose ou les infections. Leur rôle consiste alors à protéger l’ensemble vital des protéines cellulaires. Cette protection s’effectue de façon préférentielle selon les tissus mais leur expression est fortement atténuée quand les cellules et tissus sont en phase de récupération après un premier stress. Ainsi, la réponse des protéines de choc thermique peut être considérée comme un mécanisme universel de défense contre toute forme d’agression. Mieux connaître la réponse des protéines de choc thermique à des agressions diverses chez les animaux domestiques peut amener à une meilleure connaissance de leur état de santé en général et de celle de la qualité de leur production.

Les protéines de choc thermique (hsps) sont des familles de protéines parfaitememnt conservées à travers l'évolution des sxpèces, induites par un choc thermique ou bien par d'autres stresseurs environnementaux. Ce sont des chaperons moléculaires, elles protègent les cellules du stress et facilitent le reploiement et la maturation des protéines cellulaires. Le présent travail consite à étudier la réponse au stress des hsps 70 chez le porc de génotypes NN, Nn et nn au locus halothane (HAL) au niveau sanguin, musculaire et cellulaire. In vitro, le génotype HAL affecte la réponse hsps 70 à tous les niveaux étudiés dans ce travail. Un préconditionnement au stress (c'est à dire le traitement préalable de l'organisme avant le stress proprement dit dans le but de surexpreimer précocement les hsps 70) protège les fibroblastes en culture contre le stress thermique. Il confère une réponse normale des hsps 70 au stress chez les porcs nn. Par contre, les études in vivo n'ont pas montré de relations entre les hsps 70, le préconditionnement au stress et la qualité de la viande chez le porc
Heat shock proteins (hsps) consist of a family of conserved proteins induced by heat shock and other environmental stressors. They play a role of molecular chaperones protecting cells against stress and facilitating the fording and the maturation of cellular proteins. The aim of this work was to study the hsps 70 response to stress in pigs of the three halothane (HAL) genotypes (NN, Nn and nn) in the blood, the semi-membranous muscles and cultured fibroblasts. HAL affected the hsps 70 response in vitro at different levels of the organism. Preconditioning leads to an overexpression of hsps 70 protecting cells from heat damage. It confers a normal hsps 70 response to stress in the nn animals. In vivo studies did not show any corelation between hsps 70, preconditioning and meat quality in pigs

"Mémoire présenté à la Faculté des études supérieures et postdoctorales de l'Université Laval comme exigence partielle du programme de maîtrise en Médecine Expérimentale offert à l'Université du Québec à Chicoutimi en vertu d'un protocole d'entente avec l'Université Laval pour l'obtention du grade de Maître ès sciences (M.Sc.)"
Huntingtin interacting protein-1 (HIP1) et Huntingtin interacting protein-1-related (HIP1R) ont été identifiées comme des protéines intervenant dans l’endocytose médiée par les vésicules de clathrine par leurs interactions avec d ’autres protéines endocytaires. Pour mieux comprendre les rôles attribués à HIP1/R dans cette machinerie, nous avons procédé à l’identification de nouveaux partenaires d ’interaction. Au cours de notre étude, nous avons identifié HSC70 (Heat-shock Cognate Protein70) comme un nouveau partenaire pour les domaines TALIN des deux protéines par des essais de pull-down et analyse par spectrométrie de masse. Au cours de cette étude nous avons identifié également que l’association d ’HSC70 avec le domaine TALIN d ’HIPIR, compromet sa sédimentation avec les filaments d ’actine. HIP1R est une composante du manteau de clathrine, son interaction avec HSC70 l’a impliquée dans le démantèlement des vésicules. Dans cette étude, nous avons vérifié l’intervention d ’HIPIR dans le démantèlement de la clathrine suite à son interaction avec HSC70 et la relation de ce mécanisme avec la perte d ’interaction avec l’actine.

Les Heat Shock Proteins 70 kDa (HSP70) sont considérées comme les membres les plus conservés de la superfamille des HSP. Ces protéines chaperonnes sont indispensables à tous les organismes vivants par leur implication dans de nombreuses voies de signalisation cellulaire et dans la gestion de multiples facteurs de stress environnementaux (température, pollution, salinité, radiation). Largement utilisée en écologie comme biomarqueur de stress, la famille des HSP70 constitue également une cible thérapeutique privilégiée dans les recherches contre les maladies neurodégénératives et les cancers. Dans le cytosol, une large variété de HSP70 a été observée chez quelques espèces modèles (drosophile, levure, humain). Néanmoins, cette diversité reste méconnue au sein du phylum Arthropoda, et plus particulièrement chez les décapodes. La diversité des HSP70 cytosoliques a été étudiée à partir de 735 séquences issues 198 espèces d’arthropodes, dont 142 séquences de décapodes obtenues durant ces travaux. Les analyses de phylogénie moléculaire ont permis la description d’au moins trois groupes distincts de HSP70 cytosoliques chez les arthropodes, comprenant chacun plusieurs subdivisions méconnues jusqu’à présent. Une nouvelle classification et un modèle évolutif des HSP70 cytosoliques sont proposés pour le phylum Arthropoda. Les profils d’expression observés dans ces groupes remettent en cause la catégorisation des HSP70 selon leurs caractère constitutif (HSC70) ou inductible (HSP70). Les spécificités structurales géniques et protéiques observées pour chacune de ces formes reflèteraient différentes capacités d’interaction des HSP70 avec leurs co-chaperons et autres cofacteurs
The 70 kDa Heat Shock Proteins (HSP70) are considered the most conserved members of the HSP family. These molecular chaperones are primordial to living beings, because of their implications in many cellular pathways and the management of multiple environmental stress factors (e. g., temperature, pollutants, salinity, radiations). Widely used in ecology as a biomarker of environmental stress, the HSP70 family is also a privileged therapeutic target for neurodegenerative diseases and cancers. In the cytosol, a wide variety of HSP70 is observed in few model species (Drosophila, human, yeast). Nevertheless, the diversity of cytosolic HSP70 remains unclear amongst the Arthropoda phylum, especially within decapods. The diversity studies of cytosolic HSP70 were based on 735 sequences from 198 arthropod species, including 142 sequences from decapods obtained during this work. Molecular phylogeny analyses revealed at least three distinct groups of HSP70 within arthropods, comprising several unrecognised subdivisions. This study proposes a new classification and an evolutionary model of cytosolic HSP70 amongst the Arthropoda phylum. The expression profiles observed in each group lead to reconsider the HSP70 classification according to their constitutive (HSC70) or inducible (HSP70) features. The observed structural specificities of genes and proteins, relative to each form of HSP70, will probably have to be linked to distinct interactions with cochaperones or other co-factors

La lignée de cellules recombinantes EG6 a été clonée à partir de cellules NIH-3T3, co-transfectées par les plasmides pEJ porteur de l'oncogène cellulaire Ha-ras EJ et p17hGHdhfr vecteur du gène de l'hGH dont l'expression est placée sous le contrôle du promoteur du gène de la protéine de choc thermique de 70 kDa (hsp70). Nous avons étudié les différents paramètres qui régissent le développement des cultures dans des biogénérateurs de laboratoire et dans un biogénérateur pilote, sur des microporteurs de type Cytodex nd et Cultispher Gnd. La transformation des cellules EG6 qui fait suite à l'incorporation de l'oncogène Ha-ras EJ au sein du génome cellulaire permet d'obtenir un fort potentiel de croissance. Ainsi de larges inoculums atteignant 10 9 cellules sont préparés en une dizaine de jours, par multiplication in vivo après transplantation s. C. De 10 6 cellules chez une souris nude. La transformation cellulaire a rendu les cellules EG6 indépendantes des principaux facteurs de croissance hormis l'insuline biogénétique, ce qui autorise des cultures dans un milieu sans sérum et sans protéine (SPFM). Les meilleurs taux de synthèse de l'hGH induits après un choc thermique sont de l'ordre du mg/1/24 h. L'établissement d'un profil de chocs thermiques appliqués à la même culture permet une sécrétion de l'hGH de manière répétitive tout en maintenant une très bonne viabilité cellulaire. Le promoteur hsp70 est donc tout a fait compatible avec la culture de cellules en masse et la production de fortes quantités d'hGH dans le SPFM.

L'érythropoïèse inefficace joue un rôle central dans la physiopathologie de l'anémie des β-TM. Ses caractéristiques sont triple: accélération de la différenciation érythroïde, arrêt de maturation au stade d'érythroblaste polychromatophile et mort par apoptose à ce stade de différenciation. Les mécanismes précis de cette apoptose et de l'arrêt de la maturation n'ont pas encore été élucidés. Il a été montré, au cours de l'érythropoïèse physiologique, que la protéine chaperonne Hsp70, en se localisant dans le noyau des érythroblastes en cours de différenciation, protège GATA-1 (facteur de transcription érythroïde majeur) de sa destruction par la caspase-3. Cette enzyme clé de l'apoptose est en effet activée physiologiquement au cours de la différenciation érythroïde et peut cliver GATA-1. Notre travail se base sur l'hypothèse suivante : Hsp70 pourrait, au cours de l'érythropoïèse des β-TM, être séquestrée dans le cytoplasme des érythroblastes matures (stade d'une intense hémoglobinisation) afin d'exercer son rôle de chaperonne des chaînes d'-globine libres. Cela aurait comme conséquence néfaste l'absence de localisation nucléaire d'Hsp70 et, en conséquence, la destruction de GATA-1 à l'origine de l'arrêt de maturation et de la mort cellulaire. Nous avons montré dans ce travail qu'Hsp70 était localisée principalement dans le cytoplasme des érythroblastes matures dans la moelle de patients β-TM, avec un défaut d'expression nucléaire. Par ailleurs, GATA-1 n'est plus exprimé dans ces cellules. Nous avons confirmé ces résultats dans un système de culture cellulaire érythroïde humaine en milieu liquide reproduisant les étapes de la différenciation érythroïde terminale. Une intéraction physique directe entre Hsp70 et l'-globine a été identifiée par techniques de microscopie confocale, d'immunoprécipitation et de double hybride. Enfin, la transduction dans les érythroblastes de β-TM d'un mutant d'Hsp70-S400A, principalement nucléaire, ou d'un mutant de GATA-1 non clivable par la caspase-3 corrige l'érythropoïèse inefficace.Une modélisation mathématique du complexe Hsp70/-globine nous a permis de préciser les domaines impliqués dans l'intéraction, ce qui ouvre la voie à une possibilité de criblage de petites molécules permettant la rupture de ce complexe afin de ramener Hsp70 dans le noyau avec un espoir thérapeutique pour améliorer l'érythropoïèse inefficace des β-TM.

L’anémie de Blackfan-Diamond (ABD) est une érythroblastopénie congénitale rare secondaire à un blocage de la maturation des cellules érythroïdes entre les stades BFU-e (EPO indépendant) et CFU-e (EPO dépendant). La maladie se manifeste par une anémie arégénérative, le plus souvent macrocytaire. Dans 50% des cas, à l’anémie s’associe un syndrome malformatif affectant l’aire céphalique et les extrémités et incluant un retard de croissance. Bien que très hétérogène tant phénotypiquement que génotypiquement, l'ABD est due à des mutations toujours hétérozygotes dans des gènes de protéines ribosomiques (RP) pour 80% des cas. Le premier gène identifié comme impliqué dans l’ABD est le gène de la RPS19 (RPS19), faisant de l’ABD la première ribosomopathie décrite. A ce jour, 20 gènes de RP ont été identifiés. L'haplo-insuffisance en RP entraîne un défaut de maturation des ARN ribosomiques (ARNr) générant un stress nucléolaire, qui lui-même conduit à la stabilisation de la protéine p53. La p53 stabilisée induit l’apoptose et l'arrêt du cycle cellulaire qui sont responsables en grande partie de l’érythroblastopénie. Plus rarement, l’ABD peut être la conséquence de mutations présentes sur le gène GATA-1 (facteur de transcription majeur de l’érythropoïèse), le gène TSR2 (interagissant avec la protéine RPS26 et intervenant dans la biogenèse des ribosomes) ou encore le gène EPO (cytokine clé de l’érythropoïèse). Cependant, 20% des patients atteints d’ABD ne sont toujours pas génotypiquement diagnostiqués : de nouveaux gènes candidats sont encore à découvrir chez ces patients. Dans cette perspective, l’objectif de ma thèse a donc été de caractériser le rôle fonctionnel de nouveaux gènes candidats afin de confirmer leur lien avec l’ABD. Nous avons procédé à un séquençage d’exomes chez 25 familles ce qui a permis d’identifier 8 gènes candidats. Nous présentons ici quatre de ces gènes dont deux gènes codant pour un chaperon ribosomique : HSPA14 et HEATR3, un gène codant pour une RP : RPL9 et un gène codant un facteur de croissance : CECR1.Les protéines chaperons du ribosome représentent un nouveau groupe de gènes pouvant être associé à la maladie. Mes travaux de thèse ont permis d’étudier la prolifération, la division, l’amplification, la différenciation et la viabilité des cellules primaires érythroïdes issues des patients porteurs de variations alléliques dans ces gènes. Ces expériences ont permis de mettre en évidence un défaut de prolifération érythroïde chez l’ensemble des patients testés accompagné d’une diminution de l’amplification et de la division cellulaire ainsi qu’un retard de différenciation. Ces résultats sont objectivés par la persistance des marqueurs d’immaturité CD34 et IL-3R ainsi que d’un retard d’apparition des marqueurs terminaux tels que la BAND3 ou l’alpha4-intégrine. L’étude transcriptionnelle et protéique met en évidence une stabilisation de p53, conduisant à une activation de ces cibles p21 et de bax. Le travail est finalisé pour HEATR3 (manuscrit en préparation) et en cours de finalisation pour HSPA14.L’étude sur le gène RPL9 grâce à un travail collaboratif a permis de mettre en évidence deux phénotypes différents en fonction du variant allélique identifié : un phénotype ABD pour un variant allélique de la 5’UTR ou un phénotype associé à un risque de cancer. L’étude de la différenciation érythroïde montre un impact sur la différenciation et la prolifération pour le variant lié à l’ABD uniquement. Parallèlement, une étude en collaboration sur le gène RPL13, a permis de confirmer le rôle spécifique de certaines protéines RP dans d’autres pathologies que l’ABD et d’ajouter une nouvelle maladie à la liste des ribosomopathies.Le facteur de croissance CECR1, identifié comme muté chez plusieurs familles du consortium EURODBA, représente un nouveau groupe de gènes pouvant être associés à la maladie
Diamond-Blackfan anemia (DBA) is a congenital rare erythroblastopenia due to a blockage in the maturation of erythroid cells between the BFU-e and CFU-e stages. DBA is characterized by an aregenerative, usually macrocytic, anemia, associated with the total absence or less than 5% of erythroid precursors in the bone marrow. In 50% of DBA cases, anemia is associated with congenital malformations affecting the cephalic area and the extremities of the limbs and a growth delay. The DBA phenotype and genotype are heterogeneous, however a mutation in a ribosomal protein (RP) gene, always at heterozygous state, is found in 80% of cases. Up to date, 20 RP genes have been associated with DBA pathophysiology, establishing DBA as the first identified ribosomopathy. Mutations of these RP induce a defect in rRNA maturation. Therefore, for ribosome dysfunction, cell cycle arrest and p53-mediated apoptosis induction are responsible for erythroblastopenia in patients. More rarely, DBA may be the consequence of mutations present on a non-PR gene: the GATA-1 gene (major transcription factor of erythropoiesis), the TSR2 gene (interacting with the RPS26 protein and involved in ribosome biogenesis) or the EPO gene (erythropoiesis key cytokine) have been identified so far. However, 20% of the DBA patients are still not genotypically diagnosed, leaving room for the discovery of new candidate genes. In this perspective, the aim of my PhD was therefore to identify new candidate genes involved in DBA etiology and characterize their functional roles of in order to confirm their link with DBA. For this purpose, we sequenced exomes on 25 families and identified 8 candidate genes. In this manuscript, I will present my work as part of a bigger project to validate four new genes involved in BDA pathophysiology.RPL9 is a RP of the large 60S ribosomal subunit. Mutations in this gene lead to two different phenotypes depending on the allelic variant: a DBA phenotype for an allelic variant of the 5' UTR or a phenotype associated with a cancer risk. As part of a collaborative work that compared the two RPL9 variants, I showed that the DBA variant only has an impact on erythroid differentiation Compared to a healthy individual, patients presenting the DBA variant exhibit a reduced proliferation rate and a delay in the acquisition of erythroid markers. P53-dependent activation of p21 in those cells is most likely responsible for the cell cycle arrest. Activation of caspases sign an induction of apoptosis and is consistent with the reduced viability of erythroid progenitors. A collaborative study on the RPL13 gene confirmed the specific role of certain RP proteins in non-DBA diseases and added a new disease to the list of ribosomopathiesXRibosome chaperone proteins represent a new group of genes that may be associated with DBA. I investigated the proliferation, division, amplification, differentiation and viability of primary erythroid cells from patients with allelic variations in one of these genes: HEATR3. These experiments revealed a lack of erythroid proliferation, with a defect in cell division. The mRNA and protein quantifications showed a stabilization of p53, leading to an activation of its targets: p21, controlling cell cycle, and Bax, involved in apoptosis induction. We also observed a delay in differentiation with the persistence of CD34 and IL-3R immaturity markers and a delay in the appearance of terminal markers such as BAND3 or alpha4-integrin. The role of HSP70 controlling GATA1 localization in early stages of the erythroid differentiation was recently elucidated. In this work, I identified as a new candidate gene for DBA, a HSP70 family member, HSPA14, and I characterized the defects in erythroid differentiation induced by this variant. Furthermore, I was able to identify an association of DBA with a variant in CECR1 gene encoding an adenosine deaminase in several families of the EURODBA consortium

Les petites protéines de choc thermique (sHsps : small heat shock proteins) sont présentes en nombre variable dans tous les organismes. Le génome de Drosophila melanogaster encode 12 sHsps, avec une expression au cours de développement, une localisation intracellulaire et une spécificité de substrats différents. DmHsp27 est l’une des rares sHsps à avoir une localisation nucléaire avant et après un choc thermique. Cette localisation nucléaire est inhabituelle, d’autant plus qu’aucune fonction spécifique de cette protéine n’a encore été identifiée. Les mécanismes responsables de la localisation nucléaire de DmHsp27 ainsi que sa probable fonction dans le noyau restent peu connus. L’étude des orthologues de DmHsp27 chez les insectes a permis de déterminer que la localisation nucléaire n’est pas spécifique à DmHsp27 et d’autres sHsps chez les insectes présentent le même signal de localisation nucléaire que DmHsp27. Le réseau d’interaction de DmHsp27 nous laisse croire que cette protéine ne joue pas seulement le rôle de chaperon moléculaire, mais qu’elle est probablement impliquée dans différents processus nucléaires. Au niveau structurel, contrairement aux sHsps chez les métazoaires, DmHsp27 forme deux populations d'oligomères non en équilibre. Des mutations indépendantes de trois arginines hautement conservées au niveau du domaine alpha-cristallin (R122, R131 et R135) à la glycine affectent l’oligomérisation par formation d’une seule population de grand poids moléculaire. In vitro, l'activité de chaperon de DmHsp27WT est comparable à celle de ses deux populations isolées et à celle des mutants R122G, R131G et R135G utilisant la luciférase comme substrat. Cependant, dans un essai de protection contre l’aggrégation de l’insuline, l'activité de chaperon de DmHsp27 est inférieure à celle des mutants R122G et R131G. Une stratégie de délétion et mutation a été utilsée pour étudier le rôle de la région N-terminale sur l’oligomérisation et la fonction chaperon de DmHsp27. Tel que déterminé par chromatographie d'exclusion et gel natif, des mutations au niveau de F29, G30 et G32 présentent des structures oligomériques différentes de celle du type sauvage. Aucun de ces mutants sauf l'élimination complète de la région N-terminale n’a montré une perte d'activité chaperon, suggérant un rôle important dans la reconnaissance et liaison de substrat. Étonnamment, les deux glycines (G30 et G32) conservées chez les orthologues de DmHsp27 agissent comme régulateurs négatifs de l'activité chaperon; leurs mutations améliorent grandement la prévention d’agrégation d’insuline. La différence du rendement de la protéine sauvage et des mutants G30R et G32R à prévenir l’agrégation de l’insuline à 20 °C et à 42 °C a permis d’établir un lien entre la structure et la fonction chaperon de DmHsp27 et de définir le mode d’action de DmHsp27 suite au stress thermique. En résumé, cette étude a permis de caractériser DmHsp27 et ses mutants au niveau du domaine alpha cristallin et de la région N-terminale et a donné un aperçu d’un nouveau mécanisme de protection contre l’agrégation des sHsps. Le rôle de chaperon moléculaire joué par DmHsp27 et son induction durant le développement embryonnaire laisse cependant présumer que cette protéine remplit d’autres fonctions cellulaires importantes.
Small heat shock proteins are present in varying numbers in all organisms. In Drosophila melanogaster there are 12 sHsps, which have distinctive developmental expression patterns, intracellular localizations and substrate specificities. DmHsp27 is one of the very few sHsps that have a nuclear localization before and after heat shock. This nuclear localization is unusual, especially since no specific function has yet been identified. The mechanisms responsible for the nuclear localization of DmHsp27 and its function in the nucleus remain poorly understood. First, the study of DmHsp27 orthologs helped to determine that nuclear localization is not specific to DmHsp27 and other sHsps in insects have the same nuclear localization signal as DmHsp27. The DmHsp27 interaction network leads to believe that this protein does not only play the role of chaperone, but it is also involved in various nuclear processes. Second, unlike metazoan sHsps, DmHsp27 forms two populations of oligomers not in equilibrium. Mutations of highly conserved arginine residues in the ACD domain in mammalian sHsps has been reported to be associated with protein conformational defects and intracellular aggregation. Independent mutation of three highly conserved arginines (R122, R131 and R135) to glycine in DmHsp27 results in only one population of higher molecular weight form. In vitro, the chaperone-like activity of wild type DmHsp27 was comparable with that of its two isolated populations and to the single population of the R122G, R131G and R135G using luciferase as substrate. However, using insulin, the chaperone-like activity of wild type DmHsp27 was lower than that of R122G and R131G mutants. Finaly, we established the importance of the N-terminal region for oligomerization and we investigated the heat activation under in vitro experimental conditions using size exclusion chromatography and gradient native gels electrophoresis. By deletion strategy, we have examined the role of the N-terminal region and delineated a motif (FGFG) important for the oligomeric structure and chaperone-like activity of this sHsp. Deletion of the full N-terminal domain, resulted in total loss of chaperon-like activity; intriguingly deletion of the (FGFG) at position 29 to 32 or single mutation of G30R and G32R enhanced oligomerization and chaperoning capacity under non heat shock conditions using the insulin assay suggesting the importance of this site for chaperone activity. Unlike mammalian sHsps heat activation of DmHsp27 leads to enhanced dissociation/association of oligomers to form large structures about 1000 kDa. We suggest a new mechanism of heat activation for DmHsp27. In summary, this study characterized DmHsp27 and mutant in the alpha crystallin domain and the N-terminal region and provided an overview of a new protection mechanism. The role played by DmHsp27 as molecular chaperone and its induction during embryonic development, suggest that this protein may perform other important cellular functions