Flux calciques et expression génique.

Abstract

L’ion calcium est un second messager universel, utilisé par tous les types cellulaires dans les étapes précoces de la réponse à de nombreux stimulus. Les influx calciques ont une provenance, une fréquence, une amplitude et une étendue qui sont autant de paramètres permettant de raffiner le signal afin de lui donner une spécificité. En fonction de ces paramètres, la cellule va élaborer une réponse par l’entremise de protéines liant le calcium comme la calmoduline, qui ainsi activée va déclencher une cascade d’événements conduisant au comportement cellulaire approprié. Dans cette synthèse nous décrivons ces événements et leurs effets, en mettant l’accent sur l’influence des fluctuations calciques sur l’expression des gènes et en particulier sur la transcription. Ainsi, le calcium affecte cette dernière à différentes étapes : le démarrage, mais aussi la vitesse de transcription, de même que l’état de compaction de la chromatine.

Calcium fluxes modulate many biological processes including gene expression, and especially transcription. In this review, we describe the main possible sources of calcium, namely the internal stores and extracellular milieu, as well as the channels that connect them to the cytosol. Calcium influxes activate calmodulin (CaM), a calcium-binding protein, which in turn switches on several kinases (CaM-kinases, CaMK) and a phosphatase (calcineurin). The signalling pathway downstream the Ca2+-CaM complex also includes the CaM-kinases kinases (CaMKK), thus elaborating a CaMK cascade that can cross-talk with other pathways such as the MAP-kinase cascade. The calcium message is discussed in terms of time and space: the transcriptional response depends on the subcellular compartment and on the frequency/duration of the stimuli. Calcium can modulate transcription by modifying not only the localisation and activity of transcription factors, but also RNA polymerases processivity and chromatin structure. All these processes act in concert to regulate calcium-dependent transcription. While most of these transactions are mediated by Ca2+-CaM, a recently discovered calcium-sensitive transcriptional repressor, DREAM, directly binds calcium ions. This binding dramatically changes its DNA binding properties.