Étude sur le rôle de la terminaison de la transcription non-codante dans la régulation de l'expression des gènes – TerReg

La transcription cachée est un phénomène répandu aussi bien chez les eucaryotes que les procaryotes. Elle se caractérise par une production massive d’ARNs non-codants depuis des régions non-annotées du génome. Ce phénomène est potentiellement dangereux pour la cellule, car il peut interférer avec l’expression normale des gènes. Chez Saccharomyces cerevisiae, un des acteurs majeurs dans le contrôle de la transcription cachée est le complexe Nrd1-Nab3-Sen1 (NNS) qui induit la terminaison précoce de la transcription non-codante et favorise la dégradation des ARNs générés par l’exosome nucléaire. Le complexe NNS se compose de trois protéines essentielles: les facteurs de liaison à l’ARN Nrd1 et Nab3, qui reconnaissent des motifs spécifiques dans les ARNs cibles, et l’hélicase Sen1, qui dissocie le complexe d’élongation de façon dépendante de l’hydrolyse de l’ATP.
En plus de son rôle général dans la protection du génome face à la transcription cachée, le complexe NNS peut aussi agir dans la régulation de l’expression génique. Soit directement, en induisant la terminaison prématurée de la transcription de gènes codants des protéines ; soit indirectement, par une action sur des ARNs non-codants dont la transcription peut réguler l’expression d’un gène voisin. La transcription non-codante qui potentiellement ou “de facto” affecte l’expression d’un autre gène se localise soit en amont soit en antisens dudit gène. Dans les deux cas, la transcription non-codante qui envahit le promoteur du gène en aval ou en antisens génère la répression de l’expression de ce gène par l’établissement de modifications répressives de la chromatine et/ou par un remodelage de la chromatine empêchant l’association d’activateurs.
Des études réalisées à l’échelle du génome ont permis d’identifier environ 1300 ARNs non-codants dépendants du complexe NNS dont la localisation suggère un éventuel rôle répresseur. De plus, dans la majorité de ces cas, la déplétion de Nrd1 induit effectivement la dérégulation des gènes voisins, ce qui est en accord avec la notion que la terminaison de la transcription non-codante est un paramètre potentiellement pertinent pour la régulation de l’expression génique. Jusqu'à présent, la terminaison de la transcription par le complexe NNS a toujours été considérée comme un processus constitutif. En outre, la plupart des travaux précédents ayant exploré la possible fonction régulatrice de la transcription non-codante se sont limités à l’étude de la régulation de l’expression des ARNs non-codants au niveau de l’initiation de la transcription ou de la stabilité de l’ARN, mais il n’existe encore aucune étude situant l’étape de terminaison de la transcription au centre de la régulation. L’objectif de ce projet est d’explorer l’existence possible de mécanismes de régulation de l’expression génique qui agissent en modulant l’efficacité de terminaison de la transcription par le complexe NNS en réponse aux changements de l’environnement.
Etant donné que l’hélicase Sen1 est le facteur clé dans la terminaison dépendante de la voie NNS, l’hypothèse de travail est que la plupart de la régulation s’exercerait au niveau de Sen1, soit sur son recrutement au niveau de ses cibles soit sur son activité enzymatique. Ce projet inclut un ensemble d’approches moléculaires et d’analyses à l’échelle du génome qui cherchent à: i) caractériser les mécanismes de contrôle de l’activité de Sen1 par des interactions intramoléculaires et/ou intermoléculaires et par des modifications post-traductionelles; ii) comprendre comment ces différents mécanismes peuvent moduler l’efficacité de la terminaison et par conséquent l’expression génique ; iii) identifier des conditions physiologiques dans lesquelles la terminaison de transcription non-codante est affectée de façon telle qu’elle conduit à une différence d’expression de certains gènes; et iv) explorer le possible lien entre ce phénomène et l’activité de Sen1 et identifier les facteurs et les mécanismes impliqués.