Contrôle traductionnel (CONTRA) des ARNm maternels chez la drosophile: rôle des queues poly(A) – CONTRA

Dans de nombreuses espèces, le développement précoce se passe en absence de transcription, les étapes précoces du développement dépendent donc de régulation post-transcriptionnelles d'ARNm maternels. Un mécanisme majeur de contrôle post-transcriptionnel implique des variations de la taille des queues poly(A) qui régule l'expression des ARNm en contrôlant leur stabilité et leur traduction. Les variations cytoplasmiques de la taille des queues poly(A) par polyadénylation et déadénylation jouent donc un rôle essentiel dans la production de protéines-clés pendant le développment précoce. Chez la drosophile, ces régulations sont cruciales pour l'établissement des axes embryonnaires puisqu'elles contrôlent la production de déterminants majeurs de la mise en place des axes de l'embryon. Les objectifs de ce projet sont i) de comprendre les mécanismes moléculaires de la polyadénylation cytoplasmique et de la déadénylation régulée pendant les étapes précoces du développement et ii) de comprendre le role de ces régulations dans le développement. Nous utilisons la drosohile, un modèle idéal pour les études in vivo et du développement précoce. La polyadénylation cytoplasmique a été surtout étudiée dans les ovocytes de Xénope, et la déadénylation régulée est très peu étudiée. Une étude in vivo utilisant les outils génétiques de la drosophile devrait donc apporter des informations essentielles sur ces régulations. Nous analysons la polyadénylation cytoplasmique chez la drosophile depuis plusieurs années (Juge et al. EMBO J. 2002; Benoit et al. Dev. Cell 2005) et nous avons débuté plus récemment l'étude du complexe majeur de déadénylation CCR4-NOT (Temme et al. EMBO J. 2004). Le projet proposé ici est mené en collaboration avec Pr E. Wahle, Halle University Germany, qui étudie ces régulations par une approche biochimique, complémentaire de notre approche génétique. Projet/Méthodes: Nous utilisons la génétique de la drosophile; les phénotypes de mutants sont étudiés au niveau développemental et au niveau moléculaire, par l'analyse de la taille des queues poly(A) d'ARNm spécifiques. Un lien peut donc être établi entre le contrôle traductionnel d'ARNm spécifiques et la fonction de cette régulation dans une étape particulière du développement. Les différents aspects du contrôle traductionnel par la taille des queues poly(A) que nous étudierons sont les suivants: 1) Nous analyserons les poly(A) polymérases impliquées dans la polyadénylation cytoplasmique, y compris Gld2, un membre d'une nouvelle famille de poly(A) polymérases. Les modifications du complexe de polyadénylation cytoplasmique pendant l'ovogenèse et la méiose seront étudiées. 2) Dans le but de comprendre l'impact global de la polyadénylation cytoplasmique pendant l'ovogenèse, nous rechercherons les ARNm cibles directes de Orb par une approche à l'échelle génomique. Orb est l'homologue drosophile de CPEB, la protéine spécifique de la polyadénylation cytoplasmique. 3) Nous avons étudié la déadénylation régulée d'un ARNm spécifique, l'ARNm nanos qui code le morphogène postérieur dans l'embryon de drosophile. Nous étudierons le lien entre la déadénylation régulée, la voie microRNA et le conrtôle traductionnel. 4) La dégradation des ARNm et leur répression traductionnelle se produit dans des structures cytoplasmiques particulières appelées processing bodies ou P bodies. La régulation de l'ARNm nanos fournit un modéle idéal pour étudier la fonction et la dymanique des P bodies. Nous suivront la composition des P bodies et leur dynamique dans l'embryon de drosophile grâce à des techniques d'imagerie en temps réel, pendant la déadénylation et la dégradation de nanos dans l'ensemble de l'embryon, et pendant l'activation traductionnelle de l'ARNm nanos au pole posterieur. 5) Les queues poly(A) sont liées par des poly(A) binding proteins qui ont des rôles essentiels dans la fonction et la régulation des ARNm. Nous avons récemment mis en évidence une fonction cytoplasmique de PABP2, con..