– CutReg

Plusieurs études récentes ont révélé une transcription soutenue et insoupçonnée des génomes eucaryotes, masquée jusqu'à lors par la grande instabilité des transcrits générés. Les mécanismes moléculaires à l'origine de cette transcription cryptique et le(s) rôle(s) de ces transcrits restent largement énigmatiques. Nous avons récemment identifié, chez la levure S. cerevisiae, une large famille de transcrits appelés CUTs (Cryptic unstable transcripts) qui sont transcrits par la RNA Pol II et sont dégradés de manière spécifique dans le noyau (Wyers et al., 2005). La présence de ces transcrits dans l'ensemble des génomes eucaryotes suggère qu'ils jouent un rôle actif ou passif inéluctable. Les objectifs de ce projet sont d'étudier le métabolisme et la fonction des CUTs. Pour cela nous tirerons parti de la complémentarité des partenaires du projet pour aborder cette question sous trois angles : génomique, génétique et biochimique. Notre étude aura pour base la cartographie récente des CUTs à l'échelle du génome par une des équipes du projet (Neil et al., in preparation). Ces données génomiques serviront à une étude bioinformatique visant à corréler les sites de transcription cryptique (i.e. transcription sans production de RNA stable) à d'autres caractéristiques du génome tels que la distribution des nucléosomes, la modification de la chromatine, la position des gènes. Ces études génomiques permettront de tirer des règles générales sur les CUTs et alimenteront donc notre réflexion sur les raisons d'être de ces transcrits. Au niveau mécanistique, nous utiliserons ces données pour formuler de nouvelles hypothèses quant à la génération des CUTs et leur lien avec les autres événements de transcription. Au niveau fonctionnel, cette étude nous permettra de sélectionner quelques cas spécifiques qui seront étudiés individuellement. Les résultats obtenus sur les cas spécifiques seront à leur tour précieux pour re-analyser les données génomiques. Une deuxième facette du projet visera à appréhender au niveau moléculaire les mécanismes de production et de dégradation des CUTs. Bien que nous ayons récemment progressé dans la compréhension des mécanismes de reconnaissance et de dégradation spécifique des CUTs (Thiebaut et al., 2006), plusieurs point importants restent à élucider. En particulier, les signaux de dégradation identifiés sur les RNAs ne sont pas suffisants pour garantir l'efficacité et la fiabilité du processus de dégradation. Nous nous proposons d'intégrer l'environnement chromatinien à nos critères d'analyse car notre cartographie récente, à l'échelle génomique, des extrémité 3' des CUT suggère une implication des nucléosmes dans ce mécanisme. Il est également fondamental de comprendre « pourquoi » les CUTs sont produits : sont ils le résultat d'événement d'initiation sporadique et imprécis de la transcription dans des régions dépourvues de nucléosomes ? Sont ils les sous-produits de promoteurs par nature bidirectionnels ? Ces questions seront abordées en tirant le meilleur parti des approches génomiques, de l'étude des gènes individuels et en utilisant des constructions chimèriques et autres systèmes artificiels. Un troisième volet de ce projet porte sur la fonction des CUTs. Une hypothèse séduisante est que le mécanisme de contrôle a posteriori de la qualité des RNAs aie pu être détourné au cours de l'évolution à des fins de régulation, allant du contrôle de l'expression génique au maintien de la stabilité génomique (Houseley et al., 2007; Vasiljeva et al., 2008). Nous avons récemment identifié un nouvel exemple de régulation dans lequel la production d'un CUT module l'expression d'un gène de la voie de biosynthèse des nucléotides (Thiebaut et al., submitted). Ce mode de régulation s'applique à plusieurs gènes de cette voie et nous étudierons en détail la régulation des systèmes modèles URA2 et IMD2. Ces modèles expérimentaux devraient nous fournir des informations cruciales sur les mécanismes et la régulation de l'initiation de l