Les smORF peptides: exploration fonctionnelle d’un nouveau répertoire de régulateurs de la morphogenèse chez la drosophile – MorphoSmORF

Le développement des méthodes de séquençage à haut débit a révélé la prévalence de longs ARNs apparemment non codants (ARNlnc), car ils ne présentent pas de cadre de lecture (ORF pour Open Reading Frame) permettant la traduction de protéines « classiques », c’est à dire d’une taille au moins supérieure à 100 acides aminés (aa). Cependant, la récente technique de ribosome profiling, qui permet l’identification des ARN en cours de traduction, montre que de nombreux ARNlnc produisent en réalité des peptides traduits à partir de petits ORFs (smORF). Des études récentes réalisées dans la levure, les plantes et les animaux, montrent que les peptides smORF peuvent jouent des rôles biologiques essentiels. La découverte de ce micro-protéome change donc notre vision du génome codant et le défi actuel consiste à élucider l’étendue des fonctions des peptides smORF.
MorphoSmORF a pour objectif de décrypter le mode d'action moléculaire de peptides smORF déjà bien caractérisés et d’identifier in vivo de nouveaux peptides smORF régulateurs de la morphogenèse. Ce projet est basé sur notre expertise acquise lors de l’exploration fonctionnelle des peptides smORF Pri (11 à 32 aa) au cours du développement de l'épiderme de la Drosophile. Ces peptides Pri sont essentiels au développement, indispensables à la différenciation épidermique et la morphogenèse des appendices locomoteurs de l’adulte. Nos travaux ont montré que les peptides Pri contrôlent l’activité du facteur de transcription Shavenbaby (Svb), un régulateur majeur de la morphogenèse épidermique. Nous avons identifié l'ubiquitine ligase Ubr3 comme étant la cible moléculaire des peptides Pri. Les peptides Pri se lient directement à Ubr3, lui permettant alors de reconnaitre l’extrémité N-Terminale de Svb, qui agit comme un répresseur de la transcription, et de déclencher son ubiquitination. Svb est donc adressé au protéasome, où il subit une dégradation partielle qui élimine son domaine répresseur. Cette dégradation partielle transforme donc Svb en activateur transcriptionnel qui déclenche l’expression des gènes cibles responsables de la différenciation épidermique. Comment les peptides Pri modifient l'activité d'Ubr3, quels partenaires additionnels interviennent dans ce mécanisme et comment ils contrôlent la morphogenèse d'autres tissus restent à élucider.
Les objectifs spécifiques de MorphoSmORF sont:
1) comprendre le mode d'action moléculaire des peptides Pri pour la régulation de l'activité du protéasome et trouver les interacteurs protéiques impliqués,
2) identifier les fonctions des peptides Pri au cours de la morphogenèse des pattes adultes et déterminer les cibles moléculaires des peptides Pri dans ce tissu.
3) découvrir de nouveaux peptides smORF régulant la morphogenèse chez la drosophile, en réalisant un criblage fonctionnel des peptides smORF candidats au cours du développement de la patte. MorphoSmORF repose sur une approche multi-disciplinaire (biochimie, régulation transcriptionnelle, imagerie en temps réel, bio-informatique, CRISPR/Cas9) soutenue par un réseau de collaborateurs Français et étrangers possédant des expertises complémentaires. La réalisation du programme de recherche MorphoSmORF permettra des avancées significatives pour le domaine émergeant des peptides smORF, à même de fournir de nouvelles applications pour la santé humaine et l’agronomie.