Étude des kinases RSK : de l’interactome aux fonctions biologiques

Abstract

La voie de signalisation Ras/MAPK régule de nombreuses fonctions biologiques et occupe un rôle central dans la transmission de signaux extracellulaires à des protéines cibles intracellulaires. Les dysfonctionnements de cette voie sont responsables de plusieurs maladies et syndromes génétiques, tels que le cancer ou le diabète. Cette voie de signalisation, qui régule l’activité des protéines kinases ERK1/2 comptant un grand nombre de substrats cellulaires, occupe une place primordiale dans de nombreux processus biologiques. Parmi ces substrats, on retrouve les protéines kinases de la famille RSK qui comptent quatre isoformes (RSK1-4). Bien que plusieurs substrats cellulaires aient été identifiés pour les isoformes RSK1 et RSK2, les fonctions biologiques des kinases RSK ainsi que les mécanismes moléculaires les régulant sont encore aujourd’hui peu décrits. Ainsi, afin d’améliorer nos connaissances sur la famille des RSK, nous avons utilisé plusieurs approches. Tout d’abord, nous avons déterminé les partenaires cellulaires à proximité des kinases RSK avec la mise en place d’une méthode protéomique spécifique. Cette première étape nous a permis d’identifier la protéine p120ctn comme un nouveau substrat des kinases RSK, mais aussi de démontrer le rôle de ces dernières dans la régulation des jonctions intercellulaires. D’autre part, en se focalisant sur un domaine particulier des kinases RSK encore non étudié, notre deuxième étude apporte elle aussi de nouvelles connaissances sur les différentes interactions des protéines RSK. Ces travaux ont entre autres permis de montrer que la liaison de l’isoforme RSK2 avec la protéine Scribble inhibe son activation par la voie de signalisation Ras/MAPK. En établissant donc des études à grande échelle pour déterminer les interactions propres à chaque isoforme des kinases RSK, nous avons identifié plusieurs nouveaux partenaires cellulaires de ces protéines ainsi que leurs fonctions associées. Cette étape est cruciale à la compréhension et la caractérisation du rôle des protéines RSK, notamment dans le développement des cellules cancéreuses.

The Ras/MAPK signaling pathway regulates many biological functions and plays a key role in transducing extracellular signals to intracellular target proteins. Inappropriate regulation of this pathway leads to a variety of diseases and genetic syndromes, including cancer or diabetes. This signaling pathway regulates the activity of ERK1/2 protein kinases, which have many cellular substrates, and therefore regulates significant biological processes. Among these substrates, there is the RSK (p90 ribosomal S6 kinase) family of protein kinases, which is composed of four isoforms (RSK1-4). Although several cellular substrates have been identified for the RSK1 and RSK2 isoforms, the biological functions of RSK kinases and the molecular mechanisms regulating them are still poorly understood. Thus, to improve our knowledge of the RSK family, we used several approaches. First, we determined the cellular partners of the RSK kinases using a proximity-based labeling technique. This first step allowed us to identify the p120ctn protein as a new substrate of RSK kinases, but also to demonstrate the role of these proteins in the regulation of intercellular junction’s integrity. Additionally, by focusing on a particular domain of RSK kinases still unstudied, our second study also provided new insights into the different interactions of RSK proteins. Finally, we demonstrated that the binding of the RSK2 isoform with the Scribble protein inhibits its activation by the Ras/MAPK signaling pathway. Consequently, by establishing large-scale studies to determine the specific interactions of each RSK isoform, we have identified several new cellular partners of these proteins and their associated functions. This step is crucial to understand and characterize the role of the RSK proteins, particularly with respect to their described functions in cancer.