Rôle et mécanisme d'action des coactivateurs de transcription eucaryotes – Coactivateur

La régulation transcriptionnelle constitue un aspect fondamental de nombreux phénomènes biologiques comme par exemple la croissance cellulaire, le développement des organismes multicellulaires, et la réponse aux conditions environnementales. Elle assure que, à tout moment, seule l'information génétique strictement nécessaire à la fonction biologique, et non pas l'ensemble des gènes au complet, soit exprimée. Un des principaux mécanismes assurant la régulation transcriptionnelle chez les eucaryotes implique des activateurs de transcription gène-spécifiques qui se fixent sur des éléments d'ADN dits « enhancer » et stimulent l'assemblage et l'activité de la machinerie élémentaire de transcription, qui contient la protéine de liaison à la boite TATA (TBP), TFIIB, TFIIE, TFIIF et TFIIH et l'ARN polymérase (pol) II. Les coactivateurs sont apparus ces dernières années comme étant des acteurs déterminants du processus d'activation transcriptionnelle. Deux catégories de coactivateurs peuvent être distinguées : d'une part ceux qui agissent sur la structure de la chromatine, comme par exemple les complexes de remodelage des nucléosomes ou encore les complexes d'acétylation ou de méthylation des histones ; et d'autre part, ceux qui assurent l'interface entre les activateurs et la machinerie élémentaire de transcription, comme les facteurs associés à la TBP (TAF), qui font partie de TFIID, et surtout le Médiateur de transcription. Ce dernier a été découvert en 1994 chez la levure S. cerevisiae et a été retrouvé depuis chez de nombreux eucaryotes supérieurs, homme inclus. Un ensemble significatif de résultats, provenant d'études biochimiques et génétiques, fait apparaître que le Médiateur joue un rôle déterminant dans l'activation transcriptionnelle chez l'ensemble des eucaryotes. Le Médiateur est un gros complexe multiprotéique d'environ 25 sous-unités qui s'associe avec l'ARN pol II pour former un édifice stable appelé holoenzyme ARN pol II. Il est généralement admis aujourd'hui que le Médiateur est amené sur les promoteurs par contact direct avec les activateurs fixés sur l'ADN et participe ensuite à la mise en place de la machinerie élémentaire de transcription. Cependant, de nombreuses questions continuent à se poser quant aux mécanismes mis précisément en oeuvre. De plus, des données récentes suggèrent que le Médiateur pourrait aussi intervenir à des étapes suivant la mise en place de la machinerie élémentaire de transcription. Le but de ce projet de recherche est de décrypter au niveau moléculaire le mécanisme d'action du Médiateur et de préciser les relations fonctionnelles qu'il entretient avec les autres coactivateurs. Plus précisément, nous rechercherons à préciser, dans le contexte de la cellule vivante : (1) les relations fonctionnelles entre le Médiateur et, d'une part les TAF, et d'autre part les machineries de remodelage des nucléosomes (notamment Swi/Snf) et de modification des histones (notamment NuA4 et COMPASS) ; (2) les mécanismes par lesquels le Médiateur agit sur la machinerie élémentaire de transcription ; et (3) les mécanismes par lesquels le Médiateur est recruté sur les promoteurs. Nous utiliserons S. cerevisiae comme organisme modèle et le réseau des gènes MET, qui est responsable de la biosynthèse des acides aminés soufrés, comme principal système modèle. La transcription des gènes MET est activée de façon coordonnée par l'activateur de transcription Met4 lorsque les cellules se trouvent dans un milieu carencé en soufre organique ou encore lorsqu'elles sont exposées à du cadmium. Point important justifiant notre choix méthodologique, nous avons récemment établi que le Médiateur sert de coactivateur dans l'activation transcriptionnelle par Met4. En ce qui concerne la démarche expérimentale, nous emploierons, en parallèle avec des approches génétiques et biochimiques, l'immunoprécipitation de la chromatine, qui s'est révélée ces dernières années être une méthode de choix pour étudier directement in vivo l'associat