Dialogue épissage et extinction de l'ARN durant l'expression génétique – SPLISIL

Le contrôle de la qualité de l'ARN (RQC) est un mécanisme qui élimine les ARN aberrants afin d'assurer que seuls les ARN messagers (ARNm) fonctionnels produisent des protéines. Des défauts dans la machinerie RQC ou une saturation du RQC par un excès d'ARNs aberrants activent le "post-transcriptional gene silencing" ou PTGS, conduisant à l'élimination à la fois des ARNs aberrants et des ARNm fonctionnels d'une manière séquence-spécifique. Les défauts d’épissage sont une source majeure d'ARNs aberrants, soit en introduisant un codon stop prématuré, conduisant au "non-sense mediated decay" ou NMD, soit en supprimant un codon stop, conduisant au "non-stop decay" ou NSD. Contre toute attente, un criblage génétique visant à identifier de nouveaux mutants déficients en PTGS chez Arabidopsis a permis d'identifier cinq gènes codant pour des protéines homologues à des composants de la machinerie d'épissage dans la levure, ce qui suggère que le mécanisme d’épissage interfère avec l'équilibre RQC/PTGS. En outre, des résultats récents suggèrent que les longs ARN non-codants, potentiellement équivalents à des ARNs aberrants, peuvent réguler l'épissage alternatif au cours du développement de la plante. Dans ce projet, des approches de génétique classiques et des nouvelles méthodes bioinformatiques combinées aux méthodes de séquençage de l'ARN à haut débit, nous permettront d'explorer le transcriptome à une profondeur sans précédent et analyser l'impact des voies RQC / PTGS / SPLICING sur le transcriptome afin d'établir des liens mécanistiques entre ces protéines / enzymes de ces voies et leurs différents substrats, ARNm, longs ARNs non codants (ncARNs) ou petits ARNs (siARNs).

Le projet SPLISIL combine le séquençage de l'ARN, la biologie cellulaire et des approches génétiques pour disséquer les mécanismes moléculaires impliqués dans la régulation de l'expression génique par le RQC, le PTGS et la machinerie d'épissage. La base de la spécificité des facteurs d'épissage sur la reconnaissance de certains ARNs et les liens avec les processus de dégradation par RQC / PTGS sera dévoilé. L'impact des mutations dans plusieurs facteurs d'épissage sur le PTGS et la production de siARNs servira à établir des mécanismes expliquant le dialogue PTGS/épissage. La localisation subcellulaire de ces protéines sera déterminée pour définir les interactions potentielles entre PTGS, RQC et les composants d'épissage. Les protéines taggées seront également utilisées pour identifier les ARNm cibles ciblés par ces régulations. L'intégration des transcriptomes complets (ARNm, longs ncARN et siRNA) dans ces différents mutants nous éclairera sur la régulation coordonnée de l'épissage, du RQC et du PTGS dans l'expression des gènes et permettra d’identifier des ARN non-codants ciblés par ces mécanismes qui peuvent servir à moduler ces processus in vivo. La détection d'ARNs aberrants (tels que des ARN antisens ou d'autres ARN non canoniques) lors du déclenchement du PTGS et l'élucidation du rôle de la machinerie de splicing dans ce phénomène ouvriront la voie pour identifier de nouveaux mécanismes de régulation des gènes, ainsi que de nouveaux outils pour contrôler l'épissage in vivo. Les données fondamentales et appliquées que nous prévoyons d’obtenir ouvriront des perspectives sur les mécanismes de régulation globaux contrôlant l'épissage et le PTGS et peuvent avoir un impact direct, grâce à de nouveaux brevets, sur le développement de nouveaux outils pour contrôler ces étapes importantes de l'expression génique chez les eucaryotes.