– UbaChromEx

Contexte scientifique et Objectifs Simultanément à leur transcription, les ARNm sont reconnus et engagés dans les diverses étapes de maturation qui permettent la formation de mRNPs matures voués à l'export vers le cytoplasme. Ces réactions cotranscriptionnelles sont étroitement couplées et coordonnées par le domaine C-terminal de l'ARN polymerase II ou CTD, qui constitue une plateforme de recrutement et d'assemblage des différentes machineries de maturation des ARNm. D'autre part, de plus en plus d'évidences indiquent que les mécanismes de remodelage de la chromatine et les marques épigénétiques des histones jouent un rôle fondamental sur la dynamique de l'ARN polymerase II et la maturation des ARNm. Une fois formées, les mRNPs matures sont libérées du site de transcription et transportées vers le cytoplasme grâce au récepteur Mex67 (levure) qui promeut leur translocation à travers les pores nucléaires. Néanmoins Mex67 présente peu d'affinité pour les ARNm et requiert donc des protéines adaptatrices qui s'associent aux ARNs en cours de transcription assurant ainsi la coordination entre synthèse et transport des ARNm. La conjugaison par l'ubiquitine, en régulant d'une part la dégradation protéique mais aussi les interactions protéine/protéine, apparait comme un excellent candidat pour contrôler la dynamique des échaffaudages supramoléculaires responsables de couplages fonctionnels. Or, la conjugaison par l'ubiquitine est récemment apparue comme un des régulateurs de l'export nucléaire des ARNm et de façon interressante, Mex67 présente un domaine C-terminal d'association avec l'ubiquitine ou domaine UBA (UBA-Mex67) qui participe à l'interaction de Mex67 avec les nucléoporines. Nos données récentes indiquent clairement que UBA-Mex67 permet non seulement l'interaction de Mex67 avec l'ubiquitine ou les protéines ubiquitylées mais promeut également le recrutement co-transcriptionnel de Mex67. Nos études ont déjà permis l'identification de partenaires de UBA-Mex67, les protéines Hpr1, Swd2 et Ioc2, impliquées respectivement dans l'élongation de la transcription, la méthylation des histones et la maturation en 3' ainsi que dans le remodelage de la chromatine. Nous avons montré que l'interaction avec UBA-Mex67 protège transitoirement Hpr1 ubiquitylé de la dégradation par le protéasome et coordonne le recrutement de la machinerie d'export des ARNm à la transcription et à l'assemblage des mRNPs. Nous proposons maintenant l'hypothèse selon laquelle le couple UBA/ubiquitine pourrait jouer un rôle majeur dans la dynamique d'assemblage et la fonction d'échafaudages moléculaires. En particulier, Mex67 pourrait participer à la coordination des différentes étapes successives de la transcription à l'export nucléaire grâce à l'interaction dynamique de son domaine UBA avec diverses cibles ubiquitylées, incluant histones et complexes de remodelage de la chromatine. La combinaison d'approches pluridisciplinaires allant de la biophysique, à la biologie structurale en passant par la biochimie et la génétique de levure devrait permettre une meilleure compréhension de tels mécanismes de couplage et de synchronisation. Description du projet, Méthodologie Notre premier objectif est d'identifier les bases structurales responsables de la spécificité de substrat et de la sélectivité vis à vis de l'ubiquitylation de UBA-Mex67, ainsi que la dynamique moléculaire mise en jeu dans ces intéractions protéine/protéine. Dans ce but, nous allons élaborer, par modélisation moléculaire, un modèle structural de UBA-Mex67 seul et en association avec l'ubiquitine. La différence majeure entre le domaine UBA de Mex67 et les autres est l'existence d'une hélice supplémentaire (H4) prédite pour altérer ou contrôler la liaison à l'ubiquitine par encombrement stérique. Notre but est de définir si H4 pourrait représenter un interrupteur moléculaire capable de restreindre la liaison de UBA-Mex67 à l'ubiquitine conjuguée à des cibles spécifiques. Pour cela, nous proposons de co