Mécanismes d’action de peptides régulateurs de programmes transcriptionnels au cours du développement – smORFpep

Un ARN contenant des petits ORFs a été recemment caractérisé et dénommé pri/tal chez la Drosophile. Pri/tal est un transcrit poly-cistronic produisant 4 peptides similaires (11_32 aa), et étant redondant chez la Drosophile. Les embryons mutants présentent de nombreux défauts, incluant durant la différenciation épidermique. Nous utilisons les approches génétiques chez la Drosophile pour étudier les fonctions développementales de pri et trouver des gènes en interaction avec pri. Ces approches sont complétées par une approche de culture cellulaire.

Pour comprendre la fonction de pri, nous nous focalisons sur son rôle durant la différenciation de l'épiderme. Nous montrons que les peptides pri contrôlent l'activité du facteur de transcription svb en induisant un clivage protéolytique éliminant les domaine répresseur, provoquant une conversion rapide de svb de répresseur en activateur. Nous utilisons Svb comme «sonde moléculaire« pour trouver les gènes impliqués dans l'activité de pri. Nous réalisons ceci par crible génétique chez la Drosophile mais aussi grâce a un système cellulaire en culture

définir les fonctions moléculaires des petits ORFs

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La dernière décennie a été marquée par les programmes de séquençage des génomes réalisés dans de nombreuses espèces. Les récentes avancées révèlent ainsi de façon inopinée qu'une grande proportion de notre génome produit des ARN atypiques qui, à la différence des ARN messagers, ne codent pas de protéines. A partir de travaux précurseurs réalisés chez les plantes et les nématodes, il est maintenant bien établi que des ARN non codants (ncARN) jouent des rôles importants dans le contrôle du développement et la différenciation des organismes. De plus, de récentes études montrent que de grands (> 1Ko) ARN non codants constituent une proportion non négligeable des transcrits et contribuent au contrôle de l'expression des gènes. Le rôle et le mode d'action de ces grands ncARN reste cependant mal compris. Par conséquent, un défi majeur réside dans la compréhension des fonctions moléculaires et liées au développement de cette nouvelle classe d'ARN.
La plupart des grands ARN contiennent des petits Open-Reading-Frames (smORF) qui, précisément à cause de leur petite taille, ont été considérés comme étant non-fonctionnels.Nous avons récemment découvert que le gène Polished-rice (pri) code plusieurs petits peptides (11-32aa) codés par un "ncRNA" présumé jouant un rôle dans le contrôle de programmes transcriptionnels au cours du développement de la Drosophile. Plusieurs évidences soutiennent l'hypothèse que des petits peptides codés par des ncRNA accomplissent des fonctions régulatrices supplémentaires au cours du développement et de la différenciation, mais leur abondance, leur répertoire fonctionnel et leur mode d'action moléculaire restent entièrement à être élucider.
Nous voulons aborder ces questions en combinant approches fonctionnelles à grande échelle et approches bio-informatiques chez la Drosophile. Nos travaux préalables ont établi l'importance du Facteur de Transcription Shavenbaby déterminant, de façon robuste, le sous-ensemble de cellules épidermiques qui vont former des extensions apicales, appelées trichromes, servant à la locomotion de la larve. Au cours de l'évolution des insectes, les modifications d'expression de Svb sont à la base de la diversification d'implantation des trichromes caractérisant chaque espèce. Shavenbaby active directement la transcription de divers effecteurs cellulaires, collectivement responsables de la formation des trichromes.
Nous avons récemment montré que l'activité transcriptionelle de la protéine Svb est contrôlée par de petits peptides Pri. Pendant l'embryogenèse, Pri déclenche un clivage N-terminal de la protéine Svb, commutant son activité d'un Répresseur (pleine taille) en un Activateur (tronqué). De façon importante, nous avons établi des conditions appropriées pour étudier l'interaction fonctionnelle existant entre les peptides Pri et le Facteur de Transcription Svb , fournissant une occasion unique d'explorer les mécanismes moléculaires à la base de ce nouvel aspect du contrôle de l'expression génique.

En s'appuyant sur un réseau de spécialistes internationaux, ce programme de recherche vise à comprendre comment de petits peptides contrôlent les étapes du développement de Drosophile.
Nos buts spécifiques sont :
1) decrypter les mécanismes moléculaires et les facteurs cellulaires à la base de l'activité des peptides Pri sur le clivage du facteur de transcription Svb,
2) Identifier des fonctions cellulaires supplémentaires ainsi que les régulateurs correspondants qui sont ciblés par les peptides Pri au cours du développement chez la Drosophile,
3) Utiliser Pri comme paradigme pour définir le répertoire de petits peptides potentiellement codés par des ncARN à l'échelle du génome entier.