Le code de l’épissage et sa modulation thérapeutique par des molécules chimiques Selective modification of alternative splicing by indole derivatives that target SR protein splicing factors

L’épissage des gènes est un passage quasi obligé de l’expression génique chez les eucaryotes supérieurs. De plus, pour les trois quarts des gènes de mammifères [1], il existe des possibilités alternatives, parfois nombreuses, d’épissage de chaque transcrit primaire, ce qui rend compte au moins d’une grande partie de l’écart entre le nombre de gènes (environ 30 000) et celui des protéines qui est environ dix fois supérieur [2]. L’épissage alternatif est donc un niveau essentiel de la régulation qualitative de l’expression des gènes puisqu’il permet à une même séquence d’ADN de produire des protéines différentes selon le tissu ou les conditions d’environnement. Mais, en contrepartie de son rôle créateur de diversité protéique physiologique, l’épissage alternatif est aussi une occasion de produire des transcrits aberrants aux conséquences pathologiques très variées. Pour faire face à la multiplicité des sites potentiels d’épissage et à leur faible conservation, la machinerie d’épissage, le spliceosome, doit être doué d’une grande flexibilité (pour une revue récente, voir [3]) et comporter à la fois des éléments communs à tous les sites d’épissage et d’autres, spécifiques de certains d’entre eux, la combinatoire de ces différents éléments réalisant un véritable « code de l’épissage » permettant un choix régulé des épissages alternatifs. Outre les jonctions intron-exon qui sont insuffisantes pour définir les sites d’épissage, ceux-ci requièrent des éléments supplémentaires de deux types : (1) des éléments cis qui sont des séquences régulatrices activatrices ou inhibitrices et peuvent être localisées dans les exons aussi bien que dans les introns, d’où quatre catégories : ESE et ESS d’une part (exonic splicing enhancer et exonic splicing silencer), ISE et ISS (intronic splicing enhancer et intronic splicing silencer), d'autre part ; (2) des facteurs trans capables de reconnaître ces séquences et qui seront donc soit des répresseurs, soit des activateurs. La dégénérescence des sites d’épissage, indispensable à l’épissage alternatif, ne va pas sans inconvénients. Elle a en effet pour conséquence l’existence de nombreux sites cryptiques (en particulier dans les introns qui sont très longs) normalement trop faibles pour être utilisés de façon significative, mais qui peuvent facilement accéder à la compétence à la faveur de simples mutations ponctuelles. À l’inverse, ces mêmes mutations peuvent tout aussi bien inactiver des sites physiologiques. On observe d’ailleurs de plus en plus d’épissages aberrants à l’origine de maladies génétiques. Dans cette optique, il importe d’avoir présent à l’esprit que certaines de ces mutations, jusqu’alors considérées comme de simples polymorphismes car n’affectant pas la séquence codante, peuvent avoir en fait un retentissement profond donc pathologique sur la structure des protéines par le biais d’altérations de l’épissage. Les facteurs protéiques répresseurs incluent des protéines liées aux hnRNP (heterogenous ribonucleoprotein), tandis que les facteurs stimulateurs appartiennent à la famille des protéines SR. Celles-ci sont caractérisées par un domaine de reconnaissance de l’ARN (RRM, RNA recognition motif) et un domaine RS ainsi appelé pour sa richesse en résidus arginine et sérine et qui est engagé à la fois dans des interactions protéine-protéine, et aussi avec l’ARN. L’abondance des résidus sérine confère aux protéines SR une grande capacité de phosphorylation qui affecte la régulation de l’épissage alternatif [4]. Les protéines SR ont donc une double spécificité qui leur permet : (1) de contribuer à la définition des exons et à la sélection des sites d’épissage par la reconnaissance des séquences régulatrices de l’ARN pré-messager ; (2) d’y recruter la machinerie d’épissage (spliceosome) par des interactions protéine-protéine. Ainsi, la création par mutation d’un nouvel ESE pour une protéine SR donnée aboutira à l’inclusion de séquences normalement introniques avec des conséquences pathologiques évidentes. C’est le cas du syndrome …