Impact fonctionnel de mutations pathogéniques de ZCCHC8 sur la stabilité des télomères et l'intégrité du génome – Muta-Z8

Les télomères protègent les extrémités des chromosomes de la fusion et de la dégradation. Des mutations dans les gènes impliqués dans la maintenance des télomères provoquent des pathologies génétiques rares caractérisées par des manifestations de vieillissement accéléré (fibrose pulmonaire, insuffisance médullaire), des télomères dysfonctionnels et une prédisposition au cancer. ZCCHC8, en association avec l'hélicase d'ARN MTR4 et RBM7, forme le complexe NEXT qui participe à la dégradation de nombreux ARN en les adressant à l'exosome. Seules deux études ont décrit des mutations hétérozygotes faux sens de ZCCHC8 (P186L et E196K) chez des individus présentant une fibrose pulmonaire et des télomères courts. Cependant, les fonctions précises de ZCCHC8 sont encore mal comprises. Nous avons récemment identifié 6 familles indépendantes dans lesquelles 5 nouvelles mutations hétérozygotes de ZCCHC8 (F136I, G170R, L183S, G184R, P192R) et une déjà décrite dans Groen et al. (E196K) ont été associées à diverses téloméropathies (de la fibrose pulmonaire à l'âge adulte à une insuffisance médullaire pédiatrique sévère) et à des télomères courts. Il est intéressant de noter que toutes ces mutations sont situées dans un domaine qui a été récemment décrit comme participant à l'interaction de ZCCHC8 avec MTR4 mais aussi avec MPP8, un remodeleur de la chromatine du complexe HUSH impliqué, entre autres, dans le "silencing" des rétrotransposons. Nous émettons l'hypothèse que ces mutations pathogènes de ZCCHC8 altèrent la formation et/ou les fonctions des complexes NEXT et HUSH, pour provoquer, outre un impact sur l'activité télomérase, la déprotection des télomères et l'instabilité du génome. Notre projet consiste, via des approches biochimiques et la création de modèles cellulaires et animaux (CRISPR/Cas9, fibroblaste, poisson zèbre, souris) à déterminer précisément les conséquences fonctionnelles des mutations de ZCCHC8 sur les télomères (longueur, instabilité) et l'intégrité du génome (dérégulation des rétrotransposons, stress réplicatif, R-loop). Ce projet apportera des informations originales sur le rôle de ZCCHC8 dans la stabilité du génome et la protection des télomères dans des situations physiologiques et pathologiques.
Nos résultats préliminaires démontrent que les mutations de ZCCHC8 ne perturbent pas l'expression ni la stabilité de la protéine. Par ailleurs, l'analyse de modèles cellulaires "knock-in" portant la mutation G184R associée à la forme la plus sévère de telomeropathies présentent un défaut e l'activité de télomérase et des télomères courts ainsi qu'une instabilité avec des signes de stress réplicatif télomérique. Par ailleurs, les premiers résultats obtenus dans les zebrafish déficients en ZCCHC8 suggèrent un rôle de ce facteur dans l'hématopoïèse. Ces premiers résultats originaux supportent la notion qu'un défaut de ZCCHC8 n'affecte pas uniquement la taille des télomères mais plus largement la stabilité des télomères et possiblement l'intégrité du génome. Nous poursuivrons cette étude en utilisant divers modèles cellulaires ainsi que des modèles animaux (Zebrafish et souris) afin de déterminer quelles sont les conséquences fonctionnelles des mutations de ZCCHC8 en nous focalisant sur la biologie des télomères, l'intégrité du génome et l'hématopoïèse. Cette étude permettra d'obtenir des résultats originaux qui déterminerons précisément les conséquences fonctionnelles d'un défaut de ZCCHC8 sur la maturation de l'ARN TERC nécessaire à l'activité de la télomérase, mais également sur la stabilité des télomères , l'intégrité du génome et l'hématopoïèse.