Effets des métabolites réactifs du benzène et d'une mutation oncogénique sur SetD2, une histone méthyltransférase

SetD2 est une enzyme epigenetique jouant un role important dans l’hematopoiese et reconnue comme l’unique trimethyltransferase de la lysine 36 de l’histone 3. La marque H3K36me3 permet de recruter des effecteurs ayant des roles cles dans des processus varies tels que la reparation de l’ADN, la repression de la transcription cryptique et l’epissage alternatif. SETD2 fait partie des 50 genes les plus mutes dans les cancers, en particulier les carcinomes renaux a cellules claires et les leucemies. Neanmoins, tres peu d’etudes cherchent a caracteriser en detail l’impact reel de ces mutations sur l’activite, la structure et la fonction de SetD2. Par ailleurs, certaines tumeurs exprimant une forme sauvage de SetD2 arborent un faible niveau global de la marque H3K36me3, suggerant des mecanismes pathologiques de regulation de l’activite methyltransferase de l’enzyme. Dans un premier temps, nous avons cherche a evaluer les effets des metabolites du benzene sur l’activite et la structure de SetD2. En effet, le benzene est un compose indispensable pour l’industrie chimique reconnu comme leucemogene avere pour l’Homme. Son hematotoxicite est liee a sa metabolisation dans la moelle osseuse en des composes tres reactifs comme la 1,4-benzoquinone (BQ) dont les effets genotoxiques sont documentes. Neanmoins, les mecanismes moleculaires de la toxicite du benzene sont a ce jour peu caracterises. Nous avons mis en evidence que la BQ inhibait de maniere irreversible l’activite methyltransferase de SetD2. Des approches biochimiques nous ont permis de comprendre que cette inhibition etait due a la formation d’adduits quinoniques sur les residus cysteines des doigts de zinc de SetD2, ces derniers ayant un role structural et regulateur. Dans un contexte cellulaire, l’inhibition de l’activite de SetD2 par la BQ se traduit par une baisse globale de la marque H3K36me3 dans des lignees hematopoietiques comme les cellules K562 ou HL60. La seconde partie de notre projet a porte sur la caracterisation des effets de la mutation Y1666C sur l’activite et la structure de SetD2. La position Y1666 de SetD2 est reconnue comme un hotspot de mutation dans les cancers. De plus, cette tyrosine tres conservee des enzymes a domaine SET joue un role important dans la catalyse enzymatique. Nous avons montre que la mutation Y1666C abroge totalement l’activite enzymatique de SetD2, a la fois sur des substrats histones et non-histones, dans un contexte in vitro ainsi que dans un modele cellulaire. Afin d’apporter des reponses structurales a notre etudes, nous avons determine la premiere structure de SetD2 mutee en complexe avec son cofacteur, la SAM. L’analyse de cette derniere nous a permis de mettre en evidence que la perte de l’activite de l’enzyme mutee etait due a la chaine laterale du residu C1666. En effet, cette derniere se loge directement dans le site de fixation de la lysine methylable, empechant ainsi toute interaction entre l’enzyme et son substrat proteique. Ces travaux visent a ameliorer la comprehension des mecanismes de l’oncogenese induite par le benzene et par des mutations d’une enzyme epigenetique cle.