Étude du rôle du suppresseur de tumeur BAP1 aux séquences "enhancer"

La machinerie Polycomb maintient la répression des gènes pendant le développement et à l'âge adulte. Elle est composée de plusieurs complexes multiprotéiques qui inhibent la transcription via la régulation de la structure de la chromatine. Des dérégulations du système Polycomb ont été caractérisées dans plusieurs cancers et contribuent au processus tumoral, ce qui souligne l'importance d'une régulation fine de l'activité des protéines Polycomb. Mon projet est centré sur BAP1, une protéine « suppresseur de tumeur », fréquemment mutée dans certains cancers tels que le mélanome de l'uvée ou le mésothéliome. La mutation de BAP1 dans la lignée germinale est associée au syndrome de prédiction de tumeur BAP1-TPDS (OMIM#614327). BAP1 est une déubiquitinase nucléaire qui fonctionne au sein d'un complexe multiprotéique comprenant également des protéines ASXL. Le laboratoire d'accueil a déterminé que la principale activité de BAP1 est de s'opposer au complexe Polycomb PRC1, en retirant la marque déposée par ce complexe, la mono-ubiquitinylation de la lysine 119 de l'histone H2A. L'inactivation de BAP1 provoque une réduction de l'expression de centaines de gènes. Mon projet de thèse visait à analyser la localisation génomique de BAP1 et d'inférer les effets directs de sa perte sur le paysage chromatinien. Par la technique de CUT&RUN-seq, nous avons observé un enrichissement spécifique de BAP1 dans un sous-ensemble d'enhancers actifs. De façon surprenante, BAP1 semble majoritairement absent des séquences promotrices où il avait été observé précédemment. Notre résultat pourrait s'expliquer par l'approche utilisée qui n‘a pas d'étape de cross-linking, permettant une meilleure distinction entre liaison directe et indirecte. J'ai confirmé ce résultat en utilisant des anticorps indépendants. Afin d'étudier les interactions fonctionnelles de BAP1 et identifier de nouvelles stratégies thérapeutiques, nous avons réalisé des criblages génétiques dans deux modèles de lignées cellulaires isogéniques sauvages et BAP1-KO pour déterminer les gènes qui présentent une létalité synthétique avec l'absence de BAP1. Le résultat de ces expériences révèle des léthalités synthétiques hautement spécifiques à chaque modèle cellulaire. Ces résultats sont cohérents avec un rôle de BAP1 dans la régulation des séquences enhancer, dont l'activité dépend du contexte cellulaire. Nous nous sommes ensuite intéressés à la régulation du recrutement de BAP1 à la chromatine, notamment au rôle des paralogues ASXLs. La présence d'un des paralogues est nécessaire pour la stabilité et la fonction enzymatique de la protéine. Nous avons établi un modèle de complémentation avec des mutants d'ASXL pour identifier les domaines importants. Les résultats sont en cours d'analyse. De plus, nous avons généré des modèles de lignées cellulaires permettant une dégradation de BAP1 de façon rapide, aiguë et réversible, par le biais du système dTAG. L'analyse des transcrits naissants à des temps courts après dégradation de BAP1 permet d'identifier les gènes régulés directement par BAP1. Nous avons observé que ces gènes ont une forte probabilité d'être associés à une séquence enhancer liée par BAP1, ce qui renforce l'hypothèse selon laquelle BAP1 régule l'expression génique par le biais de ces séquences régulatrices. Par des analyses de la composition de la chromatine par CUT&RUN, nous avons montré que la perte de BAP1 n'induit pas de changement systématique dans l'abondance ou la localisation des principales marques d'histones enrichies autour des séquences enhancer. Cela nous a conduit à spéculer que BAP1 pourrait moduler la communication entre enhancers et promoteurs. En effet, des résultats préliminaires de HiChIP révèlent des changements dans les contacts entre enhancers et promoteurs. Dans l'ensemble, ces résultats tendent à approfondir nos connaissances sur le mécanisme moléculaire de BAP1.