Régulation des interactions des protéines de liaison à l'ARN et des microARN avec les ARNm des oncogènes dans le cancer du sein par des modifications de l'ARN m6A // Regulation of interactions of RNA-binding proteins and microRNAs with mRNAs of oncogenes

La N6-méthyladénosine (m6A), la modification épitranscriptomique la plus répandue chez les eucaryotes, est enrichie en régions 3′ non traduites (3′ UTR) des ARNm et régule le métabolisme de l'ARNm à plusieurs niveaux. Il a été démontré que m6A influence à la fois les interactions RBP et miARN avec les ARNm et peut donc jouer un rôle déterminant dans l'interaction entre la liaison RBP et miARN aux ARNm cibles. À l'aide d'une analyse informatique à l'échelle du transcriptome, une forte corrélation positive a été trouvée entre le nombre de sites m6A, de miARN et de RBP se liant aux ARNm, ce qui suggère que les ARNm modifiés par m6A sont davantage ciblés par les miARN et les RBP. De plus, les sites cibles des miARN et les sites de liaison RBP situés à proximité les uns des autres sont également situés à proximité des sites m6A, indiquant une interaction à trois voies entre la liaison m6A, microARN et RBP. Nous émettons l'hypothèse que les modifications de l'ARNm telles que m6A modifient la structure locale de l'ARN, influençant ainsi l'interaction des protéines de liaison à l'ARN et du microARN-RISC avec leurs sites cibles sur les ARNm. Cela ajoute une couche supplémentaire de complexité à la régulation post-transcriptionnelle par les RBP et les miARN, en apportant des modifications aux ARNm en tant que spécificité importante influençant la reconnaissance et la liaison des ARNm par les régulateurs post-transcriptionnels de l'expression des gènes.
De nombreuses études ont montré que la modification m6A des ARNm joue un rôle crucial dans la régulation de l'expression des gènes dans le cancer. Les ARNm de nombreux oncogènes sont modifiés par m6A dans les cellules cancéreuses, ce qui entraîne une expression accrue des protéines. Cependant, l'effet des modifications de m6A sur les altérations de la structure de l'ARN et la liaison RBP/miARN n'a pas été suffisamment élucidé. Parmi le sous-ensemble d'ARNm qui présentent une proximité à trois voies entre les sites m6A et les sites cibles du microARN miR-125b et du RBP HuR, nous avons sélectionné COX7A2L, qui code pour un composant de la chaîne respiratoire mitochondriale et est régulé positivement dans le sein traité aux œstrogènes. cellules cancéreuses. Nous proposons d'étudier si les modifications spécifiques m6A de l'ARN COX7A2L modifient la structure secondaire locale de l'ARN et affectent la liaison de HuR et miR-125b à l'ARNm, influençant ainsi son expression dans les cellules cancéreuses du sein. En outre, nous proposons d'étudier si l'expression altérée de COX7A2L suite à des modifications de m6A et à des altérations de la liaison HuR/miR-125b entraîne des changements métaboliques dans les cellules cancéreuses du sein conduisant à un potentiel oncogène accru. Enfin, nous proposons d'étendre l'étude à d'autres oncogènes dans les cellules cancéreuses du sein en isolant les ARNm modifiés par m6A et en identifiant ceux qui ont modifié les interactions avec HuR/miR-125b en réponse au traitement aux œstrogènes. Ensemble, ce projet envisage d'établir la « preuve de principe » de l'effet des modifications m6A des ARNm sur la liaison de la RBP et des miARN et de déterminer l'effet des modifications médiées par m6A dans l'interaction RBP/miARN sur l'expression des oncogènes dans les cellules cancéreuses du sein.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

N6-methyladenosine (m6A), the most prevalent epitranscriptomic modification in eukaryotes, is enriched in 3′-untranslated regions (3′ UTRs) of mRNAs and regulates mRNA metabolism at multiple levels. m6A has been shown to influence both RBP and miRNA interactions with mRNAs and may therefore play a determining role in the interplay between RBP and miRNA binding to target mRNAs. Using transcriptome-wide computational analysis, a strong positive correlation has been found between the number of m6A sites, miRNAs and RBPs binding to mRNAs, suggesting that m6A-modified mRNAs are more targeted by miRNAs and RBPs. Further, miRNA target sites and RBP-binding sites located close to each other are also proximally located to m6A sites indicating three-way interplay between m6A, microRNA and RBP binding. We hypothesize that mRNA modifications such as m6A alters the local structure of RNA, thereby influencing the interaction of RNA-binding proteins and the microRNA-RISC to their target sites on mRNAs. This adds a further layer of complexity to post-transcriptional regulation by RBPs and miRNAs, by making mRNAs modifications as an important specificity influencing mRNA recognition and binding by post-transcriptional regulators of gene expression.
Numerous studies have now shown that m6A modification of mRNAs play a crucial role regulating gene expression in cancer. The mRNAs of many oncogenes are m6A modified in cancer cells, resulting in enhanced protein expression. However, the effect of m6A modifications on alterations of RNA structure and RBP/miRNA binding has not been sufficiently elucidated. From the subset of mRNAs which show three-way proximity between m6A sites and target sites of the microRNA miR-125b and the RBP HuR, we have selected COX7A2L, which encodes a component of the mitochondrial respiratory chain and is upregulated in estrogen-treated breast cancer cells. We propose to investigate whether specific m6A modifications of the COX7A2L RNA alters the local secondary structure of the RNA and affects the binding of HuR and miR-125b to the mRNA, thereby influencing its expression in breast cancer cells. Further we propose to investigate whether the altered expression of COX7A2L as a result of m6A modifications and alterations in HuR/miR-125b binding leads to metabolic changes in the breast cancer cells leading to enhanced oncogenic potential. Finally we propose to expand the study to other oncogenes in breast cancer cells by isolating m6A modified mRNAs and identifying the ones which have altered interactions with HuR/miR-125b in response to estrogen treatment. Together, this project envisages establishing the “proof of principle” of the effect of m6A modifications of mRNAs on RBP and miRNA binding and determining the effect of m6A-mediated changes in RBP/miRNA interaction on the expression of oncogenes in breast cancer cells.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Début de la thèse : 01/10/2025

Contrats ED : Programme blanc GS-LSaH

Université Paris-Saclay GS Life Sciences and Health

577 Structure et Dynamique des Systèmes Vivants

Diplôme de niveau Bac +5 : • Master 2 dans le domaine de la biologie, biologie cellulaire, biochimie • Diplôme d'école d'ingénieur en biologie, biologie cellulaire, biochimie Maîtrise des techniques de biologie moléculaire de base (extraction acides nucléiques, (d)PCR, RT(d)PCR), de biologie cellulaire (culture, transfection et transduction de lignées cellulaires) et de biochimie (extraction de protéines, analyses par Western-Blot) Expérience en laboratoire de Recherche Capacité à appréhender de nouvelles techniques et à les mettre en place au sein du laboratoire Maitrise des logiciels Word, Excel, Powerpoint Expérience de base en programmation (Matlab, R etc.)
Bac +5 level diploma: • Master 2 in the field of biology, cell biology, biochemistry • Engineering school diploma in biology, cell biology, biochemistry Mastery of basic molecular biology techniques (nucleic acid extraction, (d)PCR, RT(d)PCR), cell biology (culture and transfection of cell lines) and biochemistry (protein extraction, Western-Blot analyses) Experience in a research laboratory Ability to understand new techniques and implement them within the laboratory Mastery of Word, Excel, Powerpoint software Basic experience of programing (Matlab, R etc.)