RESUME
Le cycle cellulaire est un processus universel que permet la prolifération cellulaire. Il est à la base de la croissance et du développement de tous les organismes vivants. Les deux événements majeurs du cycle cellulaire sont la réplication des chromosomes pendant la phase S et la ségrégation des chromosomes dupliqués pendant la mitose. La précision avec laquelle ces processus sont exécutés assure la survie de tous les organismes vivants alors que la perte de cette précision augmente l'instabilité génétique, une cause très importante dans la formation de cancers. Pour obtenir cette minutie, les cellules ont développés une machinerie qui régule l'expression des gènes à différents niveaux (transcriptionels, post- transcriptionels et post-traductionels). Par mis ceux-ci, la régulation de la dégradation des ARN messagers est un mécanisme crucial pour contrôler l'abondance de transcripts cellulaires.
La progression dans le cycle cellulaire est assurée par la régulation coordonnée des activités de kinases (cyclin-dependent kinases) qui sont régulés positivement par leurs sousunités, les cyclines. Les niveaux de cyclines sont régulés au niveau de la transcription ainsi qu'au niveau de la dégradation des protéines par la voie d'ubiquitination. Nous avons examiné si les niveaux d'ARN des cyclines varient de la même façon que celles des protéines, et si ces variations sont attribuées à des changements dans la stabilité des ARN.
Nous avons synchronisé des cellules de lymphomes EL4 et des cellules fibroblastiques 3T3 de souris par elutriation centrifuge, triage des cellules, blocage double avec la thymidine seule ou en combinaison avec le triage des cellules. Nous avons mesuré le niveau basai et la dégradation des ARN de cyclines et d'autres ARN régulés dans le cycle cellulaire durant différentes phases du cycle.
Dans les deux lignées cellulaires analysées, nous n'avons pas trouvé de changements au niveau des ARN messagers des cyclines C, Dl, D3 ainsi que de RanBPl et RanGTPase au cours du cycle cellulaire. Par contre, les ARN des cyclines A2, B1 et cks2 étaient peu abondants au début de la phase G1 et s'accumulaient pendant la phase G2/M alors que l'ARN messager de la cycline El avait une variation inverse. Les ARN des cyclines A2, B1 et cks2 augmentaient de 3.1-, 5.7-, et 2.5-fois, respectivement, entre le début de la phase G1 et la phase G2/M alors que l'ARN de la cycline El décroissait de 1.7-fois. Cependant, chez les rongeurs il y a plus d'un transcript généré par polyadenylation alternative pour les gènes des cyclines A2 et Bl. Dans les deux cas les transcripts longs étaient moins abondants mais s'accumulaient plus fortement pendant la phase G2/M. Tous les ARN messagers P^e/f&trcu RESUME étaient plutôt stables avec des demi-vies d'environ 2 h pour l'ARN de cycline El et entre 3 et 4 h pour tous les autres.
En conclusion, les niveaux des ARN messagers augmentaient lorsque les protéines étaient les plus exprimées. Les changements au niveau de la stabilité des ARN messagers rendaient compte de l'accumulation des transcripts courts des cyclines A2 et B1 pendant la phase G2/M mais contribuaient seulement partiellement au changement des niveaux des transcripts longs.
ABSTRACT
The cell cycle is the universal process by which cells reproduce. It underlies the growth and development of all living organisms. The two major processes common to all cell cycles are chromosome replication during S phase and segregation of replicated chromosomes into two daughter cells during mitosis. The accuracy with which those cell cycle events are executed ensures the survival of living organisms, while loss of this precision increases genomic instability, an important factor in the formation of cancer. To achieve this precision cells have evolved a regulatory machinery with several levels of regulation of gene expression (transcriptional, post- transcriptional, and post-translational). A crucial point in determining the abundance of cellular transcripts available for protein synthesis is regulation of mRNA turnover. Cell cycle progression is driven by the coordinated regulation of the activities of cyclin-dependent kinases, which are positively regulated by their cyclin subunits. The levels of cyclins are regulated by transcription as well as protein degradation via the ubiquitin pathway. We investigated whether cyclin mRNAs vary in parallel to protein levels and, if so, whether variations in cyclin mRNA levels can be attributed to changes in mRNA stability.
Mouse T lymphoma EL4 cells and 3T3 fibroblasts were synchronised by centrifugal elutriation, cell sorting, and double thymidine block alone or in combination with cell sorting. Steady state levels and degradation of cyclin mRNAs and some other cell cycle related mRNAs were measured at early G1, late G1, S and G2/M phases. In both cell lines cyclins C, D1 and D3, as well as RanBP1 and RanGTPase mRNAs remained unchanged throughout the cell cycle. In contrast, cyclins A2, B1 and cks2 mRNAs were lowest in early G1 and peaked in G2/M phase, whereas cyclin E1 mRNA showed the an inverse variation. Cyclins A2, B1 and cks2 mRNAs accumulated 3.1-, 5.7-, and 2.5-fold, respectively, between early G1 and G2/M phase, whereas cyclin E1 mRNA decreased 1.7-fold. However, in rodents cyclin A2 and B1 genes gave rise to more than one transcript by alternative polyadenylation. In both cases the longer transcripts were of minor abundance but accumulated more strongly in G2/M phase. All mRNAs were rather stable with half-lives of about 2 h for cyclin E1 mRNA and 3 to 4 h for all the others.
In conclusion, mRNA levels increased when the proteins were most expressed. Changes in mRNA stability accounted for the accumulation of the short cyclin A2 and B1 mRNAs in G2/M phase, but contributed only partially to changes in levels of long cyclins A2 and B1 mRNAs.