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Laboratoire de Biologie moléculaire du gène [Molecular biology of the gene]
Faculté des Sciences / faculty of Sciences - Biologie moléculaire (unité ULB130)

La régulation de l'expression des gènes est un processus fondamental pour le maintien de l'homéostasie des cellules. Le dérèglement de ce processus conduit invariablement au développement de pathologies chez l'Homme. Dès lors, la mise au point de nouvelles stratégies thérapeutiques pour un grand nombre de pathologies humaines dépend de la capacité à moduler les mécanismes de contrôle de l'expression des gènes. Historiquement, l'étude des régulations génétiques chez les mammifères a été principalement basée sur la compréhension des mécanismes qui contrôlent la transcription. Cependant, il est devenu évident depuis quelques années que les étapes post-transcriptionnelles constituent des points fondamentaux de contrôle de l'expression des gènes dans la cellule. La maturation des ARNs messagers est un processus complexe: Après la transcription les ARNms s'associent avec une très grande variété de protéines et de petits ARNs qui contribuent à leur maturation aux extrémités 5' et 3' (coiffage, polyadénylation) et à leur épissage. Les messagers sont ensuite soumis à un contrôle de qualité (détection de codon stop précoces) avant d'être acheminés vers le pore nucléaire, transportés vers le cytoplasme afin d'y être traduits, stockés ou dégradés. Ces étapes sont étroitement contrôlées et coordonnées entre elles afin d'assurer que seuls des messagers de qualités soient traduits au bon endroit et au bon moment. Notre laboratoire étudie différents aspects de la régulation post-transcriptionnelle de l'expression des gènes avec un intérêt particulier pour le mécanisme de contrôle de la traduction et de la stabilité des ARNms par les séquences riches en adénines et uridines (séquences ARE). [Regulation of gene expression is fundamental for cell homeostasis and invariably leads to severe human pathogenesis when defective. Therefore, novel treatment strategies for a number of different diseases may depend on our ability to exploit mechanisms that normally alter the expression of endogenous genes. While historically, gene regulation studies have mostly focused on transcription, it has recently become evident that post-transcriptional levels of control play an equally important role. From the very onset of transcription, mRNAs have a complex existence: they are bound by the abundant shuttling hnRNPs proteins, processed at their 5'- and 3' ends (capping, poly-adenylation), internally processed and modified (splicing, editing,...), subjected to various nuclear quality controls (tested for the absence of premature stops,...), routed to the nuclear pore complex, translocated to the cytoplasm, translated (and/or stored) and eventually degraded. All these events are intimately fine-tuned and co-ordinated to ensure that Only 'proper' mRNAs are translated at the correct time and place. Our laboratory studies different aspects of postranscriptional gene regulation with a particular focus on the translation and stability control of mRNA containing so called AU-rich elements.]



coordonnées / contact details


Laboratoire de Biologie moléculaire du gène [Molecular biology of the gene]
tel +32-2-650.98.01, fax +32-2-650.98.00, vkruys@ulb.ac.be
Campus de Charleroi - Gosselies (Biopark), Bât..A - Niv.2
CP300, rue des Professeurs Jeener et Brachet 12, 6041 Charleroi (Gosselies)



responsables / head


Prof. Véronique KRUYS Prof. Cyril GUEYDAN


composition / members


Maryline BOUTCHON Bérengère DE TOEUF Najia JEROUNDI Vincent MICHAUX Abdelkarim NAZIH Marie-Jeanne PUTTERIE Romuald SOIN Laure TWYFFELS Corinne WAUQUIER


projets / projects


Etude du contrôle post-transcriptionnel opéré par les éléments riches en dénines et uridines situés dans la partie 3' non codantes d'ARNm de cytokines. [Post-transcriptional regulation mediated by the AU-rich elements located in the 3'untranslated region of cytokines messenger RNA]
Etude du contrôle post-transcriptionnel opéré par les éléments riches en dénines et uridines situés dans la partie 3' non codantes d'ARNm de cytokines. [Post-transcriptional regulation mediated by the AU-rich elements located in the 3'untranslated region of cytokines messenger RNA]

Etude du mécanisme de régulation post-transcriptionnelle dépendant des séquences AU-riches. [Study of the Post-transcriptional regulation mechanism mediated by the AU-rich sequences.]
Les séquences AU-riches présentes dans la partie 3' non traduite des ARN messagers de nombreuses cytokines, protooncogènes et facteurs de croissances, influencent soit la traductibilité, soit la stabilité de ces ARN. Le mécanisme de ces régulations est analysé. [The AAu-rich sequences present in the 3' non transslated region of the mRNA of several cytokines, protooncogenes and growth factors are playing a crucial role in the stability and translation of the mRNA. The mechanisms of these reualtions are analysed.]

Etude des mécanismes de traffic nucléo-cytoplasmique des protéines de liaisons aux ARNms. [Characterization of TIAR and TIA-1 nucleo-cytoplasmic trafficking]
Etude des mécanismes de traffic nucléo-cytoplasmique des protéines de liaisons aux ARNms. [Characterization of TIAR and TIA-1 nucleo-cytoplasmic trafficking]

Etude des mécanismes de contrôle post-transcriptionnel de l'expression génétique chez Drosophila melanogaster. [Characterization of the AU-rich dependent mecanism of messenger RNAs degradation in Drosophila melanogaster.]
La secrétion de Peptides anti-microbiens est un mécanisme central utilisé par les invertébrés pour leur défense contre les infections. Chez la mouche drosophile, la synthèse de ces peptides est un processus hautement régulé permettant un relargage rapide des peptides dans l'hémolymphe lors d'un contact avec les pathogènes et un arrêt rapide de prodution lorsque les pathogènes sont éliminés. Nous avons observé que les peptides anti-microbiens possèdent un profil d'expression transitoire ou soutenu dans des cellules S2 de drosophile traitées avec du peptidoglycan bactérien. De plus, les gènes codant pour des peptides qui possèdent un élément riche en Adénine et uridine dans la partie 3' non traduite de l'ARN messager sont soumis à un contrôle post-transcriptionnel qui affecte la stabilité de l'ARN messager. Cecropin A1 représente le prototype de cette classe de gène codant pour des peptides anti-microbiens. Le laboratoire étudie les mécanisme moléculaire qui contrôlent la production de ce peptide dans les cellules de drosophile. [Secretion of antimicrobial peptides (AMP) is a central defense mechanism used by invertebrates to combat infections. In Drosophila, the synthesis of these peptides is a highly regulated process allowing their rapid release in the hemolymph upon contact with pathogens and the arrest of their production after pathogen clearance. We observed that AMP genes have either a transient or sustained expression profile in S2 drosophila cells treated with peptidoglycan. Moreover, AMP genes containing AU-rich elements (ARE) in their 3' untranslated region (UTR) are subject to a post-transcriptional control affecting mRNA stability, thereby contributing to their transient expression profile. Cecropin A1 (CecA1) constitutes the prototype of this latter class of AMPs.]

Etude in vivo des fonctions de la protéine de liaison à l'ARN TIAR. [In vivo studies on the role of the RNA-binding protein TIAR]
TIAR et son homologue TIA-1 appartiennent à la famille des protéines de liaison à l'ARN à domaines RRM. Ces protéines possèdent des fonctions nucléaires mais également cytoplasmiques. En particulier, des études in vitro ont montré que ces protéines se fixent sur l'élément riche en adénine et uridine présent dans la partie 3' non traduite de l'ARNm codant pour le TNF (Tumor Necrosis Factor)AU-riche et il a été montré que dans ces conditions la protéine TIA_1 est un régulateur traductionnel de l'ARNm du TNF. L'importance de TIAR dans ce mécanisme de contrôle n'a pour l'instant pas été démontré in vivo. Nous avons généré des souris transgéniques qui surexpriment le gène codant pour la protéine TIAR. Cette surexpression ubiquiste de tiar induit la mortalité lors d'étapes précoces du développement embryonnaire. Dès lors nous envisageons de produire une souris transgénique présentant une surexpresion tissu spécifique du gène codant pour TIAR. le projet vise en particulier à déterminer l'effet d'une surproduction de TIAR dans les cellules productrices de TNF. [TIAR and its homolog, TIA-1, belong to the family of RNA-binding proteins containing RNA-Recognition Motifs (RRM). As many RNA-binding proteins, TIAR and TIA-1 accumulate both in the nucleus and the cytoplasm. In the nucleus, they are involved in the alternative splicing of several hnRNAs (Förch et al., 2000). In vitro studies revealed that both TIA-1 and TIAR bind AU-rich elements (ARE) located in the 3' untranslated regions of several mRNAs, such that encoding Tumor Necrosis Factor-; (TNF), Granulocyte Macrophage Colony Stimulating Factor (GM-CSF) and cyclooxygenase-2 (COX-2) (Gueydan et al., 1999; Cok et al., 2003). Furthermore, in vivo studies demonstrated that TIA-1 acts as a translational repressor of TNF and COX-2 mRNAs. Indeed, tia-1 gene knock out induces an enhanced production of TNF and COX-2 in monocyte/macrophages, resulting from an increased association of the mRNAs to the translational machinery (Piecyk et al., 2000; Dixon et al., 2003). Finally, both TIA-1 and TIAR co-localize with poly(A)+ RNA in cytoplasmic granules induced by environmental stresses (Kedersha et al., 1999; 2001). The importance of TIAR in the post-transcriptional regulation of ARE-containing mRNAs has not been established. Indeed, the knock out of tiar gene is partially lethal and induces infertility (Beck et al., 1998), thereby precluding the loss-of-function approach to analyze TIAR function in vivo. Therefore, we generated transgenic mice overexpressing TIAR. However, ubiquitous and constitutive expression of TIAR leads to embryonic lethality (unpublished results).]



publications





theses


Vo Ngoc L; Degradation mechanisms of TTP/TIS11 proteins, major effectors of the AU-riche elements-mediated mRNA decay in eukaryotes., 2014

Twyffels L., ''Nucleo-cytoplasmic transport of TIS11 proteins and stress granule assembly: two potential new role for Transportins'', 2013

Vindry C., ''Etude des régulations post-transcriptionnelles de l'expression génétique: Modèle de la dégradation de l'ARN messager CecA1 porteur d'éléments riches en adénine et uridine chez Drosophila melanogaster'', 2013

Goffette N., ''Caractérisation des mécanismes de régulation de la synthèse du Tumor Necrosis Factor-alpha par le nicotinamide'', 2013

Vanhamme Géraldine, ''Etude de la réactivité des alitiers du haut-fourneau dans les ciments de type CEM III Study of the blast-furnace slag reactivity in CEM III/B cements'', Promoteurs Delplancke-Ogletree, Marie-Paule & Bernard, Alain, Faculté des Sciences Appliquées, ULB, 2011

Kharraz, Y., ''Contribution à l'étude de la fonction de la protéine TIAR dans l'embryogenèse et la réponse innée.'', 2009

De Leeuw F.,''Etude de la protéine CIRP et de sa fonction dans le métabolisme des ARN messagers'' Laboratoire de Biologie moleculaire du gène., 2007

Rothe F: Identification des protéines FBP1 et FBP2 comme partenaires des protéines de liaison aux éléments riches en adénine et uridine (ARE) TIA-1 et TIAR, 2006

Cencig,S., ''Caractérisation de sites d'entrée interne des ribososmes dans l'ARNm c-myc et identification des facteurs nécessaires à leur activité'', 2005

Zhang T.; Caractérisation du trafic nucléocytoplasmiquedes protéines de liaison à l'ARN TIA., 2005

Paste, M, « Etude de la régulation post-transcriptionnelle du messager d'interféron-beta humain », 2003

Houzet, L, ''Etude du role des séquences AU-riches de l'ARNm du GM-CSF in vivo'', 2001

Mijatovic, T, ''Régulation de l'expression du gène du TNF-alpha par les cytokines anti-inflammatoires IL4, IL10 et IL13 dans les macrophages de souris'', 2001

Nanbru Cécile, ''Identification et caractérisation de deux sites d'entrée interne des ribosomes dans les ARN messagers c-myc'', Dir.: Pr. G. huez, Dr. V. Kruys, Département de Biologie Moléculaire, Laboratoire de Chimie Biologique, U.L.B, Bruxelles, 2000

Gueydan C., '' Caractérisation et clonage de facteurs liant la séquence régulatrice de la traduction du Tumor Necrosis Factor'', Dir.: Pr. G. huez, Dr. V. Kruys, Département de Biologie Moléculaire, Laboratoire de Chimie Biologique, U.L.B, Bruxelles, 1998

Majjaj Samira, ''Caractérisation d'anticorps monoclonaux dirigés contre des protéines membranaires induites par l'IFN-a'',Dir.: Pr. G. huez, Département de Biologie Moléculaire, Laboratoire de Chimie Biologique, U.L.B, Bruxelles, 1998

Bertrand, S., ''Etudes des régulations post-transcriptionnelles affectant des messages contenant des séquences riches en AU au cours du développement embyonnaire précoce du Xénope'', Dir. Prof. G. HUEZ, Département de Biologie Moléculaire, Laboratoire de Chimie Biologique, ULB, Bruxelles, 1997

Willeaume, V., ''Rôle des séquences AU-riches dans le contrôle de la traduction dans les cellules somatiques'', Dir. Prof. G. HUEZ, Département de Biologie Moléculaire, Laboratoire de Chimie Biologique, ULB, Bruxelles, 1997

Deblandre, G., ''Etude du contrôle de la prolifération cellulaire par les interférons : Caractérisation et clonage de protéines induites à la membrane plalsmique. Dir. Prof. G. HUEZ, Département de Biologie Moléculaire, Laboratoire de Chimie Biologique, ULB, Bruxelles, 1995

Marinx, O., ''''Contribution à l'analyse de la régulation de l'expression et du mode d'action de l'interféron-béta : Etude du rôle des séquences UA-riches. Clonage d'un gène induit''. Dir. Prof. G. HUEZ, Département de Biologie Moléculaire, Lahoratoire de Chimie Biologique, ULB, Bruxelles, 1994



collaborations


Dr. M. Moser et Dr. O. Léo, ULB, Physiologie Animale, Gosselies, Belgique

Dr. Dominique Morello, Université Paul Sabatier, Centre de Biologie du Développement, Toulouse, France

Dr. Stanilas Goriely, ULB, Institut for Medical Immunology, Gosselies, Belgique

Dr. Franck Dequiedt, F. A. Gembloux, Cellular and Molecular Biology Unit, Gembloux, Belgique

Dr. Renaud Beauwens, ULB, laboratoire de Physiologie Cellulaire et Moléculaire, Bruxelles, Belgique



prix / awards


Coordinateur projet CE Animal Cell Biology - Georges HUEZ

Doyen de la Faculté des Sciences (1996-2000) - Georges HUEZ



savoir-faire/équipements / know-how, equipment


Biologie moléculaire

Culture cellulaire (mammifères, insectes)

Equipement permettant l'injection d'ARN, d'ADN ou de protéines dans les oocytes de Xénope, les oeufs fécondés de souris et dans des cellules somatiques

Microscopie à fluorescence

Technique de retard sur gel pour la caractérisation d'interaction ARN/protéine

microscopie en temps réel



mots clés pour non-spécialistes / keywords for non-specialists


cancer cytokines protéines de liaison à l'arn régulation de l'expression génétique synthèse des protéines


disciplines et mots clés / disciplines and keywords


Acides nucléiques, synthèse des protéines Biochimie Biologie cellulaire Biologie moléculaire

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codes technologiques DGTRE


Acides nucléiques, synthèse des protéines Biotechnologie Techniques d'imagerie et traitement d'images Technologie biochimique