Rôle des protéines kinases SIK dans la différenciation musculaire


Responsable de l’encadrement : Marc Foretz
Tél : 01 44 41 24 38 E-mail: marc.foretz@inserm.fr

INSTITUT COCHIN

Résumé du Projet de Stage

Les Salt-Inducible Kinases (SIK1, SIK2 et SIK3) sont des protéines sérine/thréonine kinases appartenant à la superfamille des kinases apparentées à l’AMPK. En réponse à des stimuli induisant une augmentation de l’AMPc intracellulaire, les SIK sont phosphorylées et inhibées par la PKA. Les SIK agissent en modulant l’expression de gènes cibles via la phosphorylation de facteurs de transcription, notamment les CREB-­‐regulated transcription coactivators (CRTC) et les
histone désacétylases de classe IIa (HDAC4/5/7/9). Dans le muscle squelettique, la signalisation AMPc-­‐PKA et les HDAC répriment la myogenèse en ciblant le facteur de transcription myocyte enhancer factor 2 (MEF2). La phosphorylation des HDAC par des kinases dépendantes du calcium/calmoduline (CaMK) ou d’autres kinases active l’exportation nucléaire des HDAC, conduisant à la dérépression/activation des gènes cibles de MEF2. De plus, les HDAC sont phosphorylées de manière différentielle et sont localisées dans des compartiments subcellulaires distincts selon le type de fibres musculaires. Par exemple, dans les fibres rapides/glycolytiques, l’isoforme HDAC4 est moins phosphorylée et est localisée de manière prépondérante dans le noyau par comparaison aux fibres lentes/oxydatives. Par conséquence, la voie de signalisation PKA/SIKs/HDAC pourrait être impliquée dans l’acquisition et le maintien de la transcription génique spécifique au type de myofibres et à leur spécialisation métabolique.
Pour étudier le rôle des SIK dans le muscle, nous avons généré des souris mutantes HSA­‐CRE::Sik1/2/3flox/flox dépourvues des isoformes SIK1/2/3 spécifiquement dans le muscle squelettique. Des études préliminaires indiquent une altération de la motricité chez ces animaux associée à une modification du typage des myofibres. L’objectif de cette étude sera de caractériser le phénotype musculaire de ce modèle via des approches transcriptomiques (PCRq,
RNAseq, ChIPseq, snRNAseq) couplées au phénotypage des myofibres évalué sur coupes musculaires par immunohistochimie et par Western‐blot à partir des muscles des membres antérieurs et postérieurs. Un modèle de myocytes en culture sera utilisé pour étudier les mécanismes moléculaires impliquant les SIK au cours de la myogenèse. Cette étude permettra de
déterminer le rôle des SIK dans l’acquisition et le maintien du type de myofibres et dans la spécialisation métabolique des fibres musculaires.

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Dernières Publications en lien avec le projet :

•Wein MN, Foretz M, Fisher DE, Xavier RJ, Kronenberg HM. Salt-­‐Inducible Kinases: Physiology, Regulation by cAMP, and Therapeutic Potential. Trends Endocrinol Metab. 2018 Oct;29(10):723-­‐735.
•Sakakibara, I., Wurmser, M., Dos Santos, M., Santolini, M., Ducommun, S., Davaze,R., Guernec,A., Sakamoto,K., Maire,P. 2016. The homeoprotein Six1 drives the formation of type IIA fibers in Soleus skeletal muscle. Skeletal Muscle. 6(1):30.
•Dos Santos,M., Backer,S., Saintpierre,B., Izac,B., Andrieu,M., Letourneur,F., Relaix,F., Sotiropoulos,A., Maire,P. 2020. Single-­‐nucleus RNA-­‐seq and FISH identify coordinated transcriptional activity in mammalian myofibers. Nat Commun 11, 5102.
•Dos Santos,M., Backer,S., Auradé,F., Man-­‐Kin Wong,M., Wurmser,M., Pierre,R. Langa,F., Do Cruzeiro,M., Schmitt,A., Concordet,J-­‐P., Dilworth,F.J., Noordermeer,D., Sotiropoulos,A., Relaix,F.,
Sakakibara,I., Maire,P. 2022. A fast Myh super enhancer dictates adult muscle fiber phenotype through competitive interactions with fast Myh genes. Nat Commun 13. 1039.

 Ce projet s’inscrit dans la perspective d’une thèse

 Ecole Doctorale de rattachement :  BioSPC ED562

                                       

Laboratoire d’accueil :

Equipe d’Accueil : Développement neuromusculaire, Génétique et Physiopathologie
Intitulé de l’Unité : Institut Cochin – Inserm U1016 – CNRS UMR8104 – Université Paris Cité
Nom du Responsable de l’Unité : Florence Niedergang
Nom du Responsable de l’Équipe : Pascal Maire – Benoit Viollet
Adresse : 24 rue du Faubourg Saint-Jacques – 75014 Paris