1. p53 activation during ribosome biogenesis regulates normal erythroid differentiation
- Author
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François Morlé, Stéphane Giraudier, Eric Soler, Naomi Taylor, Charlotte Andrieu-Soler, Olivier Hermine, Patrick Mayeux, Célia Floquet, Rose Ann Padua, Frédérique Verdier, Sarah Ducamp, Michaela Fontenay, Mohammad Salma, Elisabeth M. Cramer-Borde, Ismael Boussaid, Anna Raimbault, Isabelle Hatin, Diane d'Allard, Amandine Houvert, Narla Mohandas, Boris Guyot, Emilie-Fleur Gautier, Sandrina Kinet, Marjorie Leduc, Pierre-Emmanuel Gleizes, Jean-Jacques Diaz, Salomé Le Goff, François Guillonneau, Nathalie Montel-Lehry, Centre de Recherche en Cancérologie de Lyon (UNICANCER/CRCL), Centre Léon Bérard [Lyon]-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Cochin (IC UM3 (UMR 8104 / U1016)), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier (IGMM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM), Plateforme protéomique 3P5 [Institut Cochin] (3P5), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Génomique, Structure et Traduction (GST), Département Biologie des Génomes (DBG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Excellence : Biogenèse et pathologies du globule rouge (Labex Gr-Ex), Université Sorbonne Paris Cité (USPC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Paris (UP), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Centre de Biologie Intégrative (CBI), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hématopoïèse normale et pathologique : émergence, environnement et recherche translationnelle [Paris] ((UMR_S1131 / U1131)), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Paris (UP), Institut NeuroMyoGène (INMG), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Imagine - Institut des maladies génétiques (IHU) (Imagine - U1163), New York Blood Center, Hôpital Cochin [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Institut de génétique et microbiologie [Orsay] (IGM), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Procédés Alimentaires et Microbiologiques (PAM), Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, ANR-18-IDEX-0001,Université de Paris,Université de Paris(2018), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
- Subjects
0301 basic medicine ,[SDV]Life Sciences [q-bio] ,Immunology ,Ribosome biogenesis ,Biology ,Biochemistry ,Ribosome ,Mice ,03 medical and health sciences ,0302 clinical medicine ,Erythroid Cells ,Downregulation and upregulation ,Transcription (biology) ,Ribosomal protein ,hemic and lymphatic diseases ,Animals ,Humans ,Erythropoiesis ,Gene ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,Organelle Biogenesis ,RNA ,Cell Differentiation ,[SDV.BBM.BM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Molecular biology ,Cell Biology ,Hematology ,Hematopoietic Stem Cells ,Cell biology ,030104 developmental biology ,030220 oncology & carcinogenesis ,Organelle biogenesis ,Tumor Suppressor Protein p53 ,Ribosomes - Abstract
The role of ribosome biogenesis in erythroid development is supported by the recognition of erythroid defects in ribosomopathies in both Diamond-Blackfan anemia and 5q− syndrome. Whether ribosome biogenesis exerts a regulatory function on normal erythroid development is still unknown. In the present study, a detailed characterization of ribosome biogenesis dynamics during human and murine erythropoiesis showed that ribosome biogenesis is abruptly interrupted by the decline in ribosomal DNA transcription and the collapse of ribosomal protein neosynthesis. Its premature arrest by the RNA Pol I inhibitor CX-5461 targeted the proliferation of immature erythroblasts. p53 was activated spontaneously or in response to CX-5461, concomitant to ribosome biogenesis arrest, and drove a transcriptional program in which genes involved in cell cycle–arrested, negative regulation of apoptosis, and DNA damage response were upregulated. RNA Pol I transcriptional stress resulted in nucleolar disruption and activation of the ATR-CHK1-p53 pathway. Our results imply that the timing of ribosome biogenesis extinction and p53 activation is crucial for erythroid development. In ribosomopathies in which ribosome availability is altered by unbalanced production of ribosomal proteins, the threshold downregulation of ribosome biogenesis could be prematurely reached and, together with pathological p53 activation, prevents a normal expansion of erythroid progenitors.
- Published
- 2021
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