CE11 - Caractérisation des structures et relations structure-fonction des macromolécules biologiques

Le facteur ultraconservé d'assemblage du ribosome qui agit entre les deux sousunités – InsuRAF

Résumé de soumission

L’assemblage des ribosomes est assuré par plusieurs facteurs protéiques souvent très conservés. L’un d’entre eux, YBEY, existe chez toutes les bactéries, mais aussi chez plusieurs eucaryotes qui possèdent des organites d’origine bactérienne. Dans tous les systèmes étudiés, YBEY joue un rôle essentiel dans la maturation des ARNr et la biogenèse de la petite sous-unité ribosomique, et sa perte est souvent létale ou au mieux débilitante. Biochimiquement, YBEY a été proposé d’agir comme endoribonucléase en clivant l’extrémité 3’ de l’ARNr de la petite sous-unité. Pourtant, cette hypothèse se heurte à de nombreux problèmes tels que l’absence de spécificité de clivage par YBEY et un manque général de conservation phylogénétique des voies de processing des ARNr. En plus, chez quelques organismes, l’absence de YBEY a un effet délétère sur les deux sous-unités, ce qui suggère que son activité n’est pas forcément spécifique à la petite sous-unité. En résumé, quoi que YBEY soit bien un facteur critique de la biogenèse des ribosomes, son rôle exacte est loin d’être clair.
Nous avons étudié l’orthologue humain de YBEY et trouvé qu’il est localisé dans les mitochondries. Ce système génétique hautement divergent descendu des bactéries a une particularité: les ARNr mitochondriaux sont séparés par des ARNt et ne demandent que les RNases P et Z pour un processing complet, rendant toute autre nucléase superflue. Cependant, le knockout de YBEY chez les cellules humaines provoque une déficience sévère de la traduction mitochondriale et, par conséquent, l’incapacité de respirer. L’analyse des ARNr mitochondriaux a détecté une baisse significative de l’ARNr de la petite sous-unité mais aucun défaut de processing. L’analyse par gradient de glycérol de haute résolution a révélé des profils décalés des deux sous-unités, suggérant qu’elles manquent des protéines et se sont arrêtées à un stade intermédiaire d’assemblage. La somme de ces données indique que YBEY intervient dans la biogenèse des mitoribosomes non comme une nucléase mais plutôt comme un facteur d’assemblage.
Nos analyses interactomiques ont établi que YBEY s’associe à p32, une protéine de liaison à l’ARN mitochondriale, avec laquelle il forme un complexe stable et stœchiométrique. En plus, YBEY interagit avec un jeu de protéines ribosomiques précoces de la grande sous-unité, une protéine unique de la petite sous-unité (uS11m) ainsi que le facteur critique de la biogenèse de la petite sous-unité ERAL1. Les mitoribosomes des knockouts YBEY sont dépourvus d’uS11m et de quelques autres protéines des deux sous-unités, le manque d'uS11m étant particulièrement grave pour l’initiation de traduction. Sur la base de nos résultats, nous avançons une hypothèse selon laquelle YBEY agirait comme un facteur général de biogenèse des ribosomes qui, ayant senti une étape précoce de l’assemblage de la grande sous-unité, déposerait la protéine ribosomique clef uS11m pour compléter l’assemblage de la petite sous-unité, ce qui garantirait une stœchiométrie parfaite entre les deux sous-unités.
Dans le cadre du projet InsuRAF, nous proposons d’étudier les bases moléculaires de ce mécanisme unique avec une approche intégrative reposant sur des méthodes phylogénétiques, génétiques, biochimiques, structurales et in situ. Nous escomptons d’élucider le mode, le contexte et la hiérarchie des interactions entre YBEY, p32, ERAL1, uS11m et d’autres composants ribosomiques ainsi que la mystérieuse activité enzymatique de YBEY.
Les données obtenues au cours d’InsuRAF auront un impact important sur les domaines de la biologie des ribosomes, la biologie d’ARN mitochondrial et les domaines associés. La connaissance fondamentale des mécanismes de YBEY et des facteurs impliqués est nécessaire pour comprendre l’étiologie et prendre en compte les maladies mitochondriales sévères (par exemple, causées par des mutations de YBEY, p32 ou ERAL1) et les cancers (typiquement caractérisés et fortement promus par la surexpression de p32).

Coordination du projet

Alexandre SMIRNOV (Génétique moléculaire, génomique et microbiologie (UMR 7156))

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

GMGM_UNISTRA Génétique moléculaire, génomique et microbiologie (UMR 7156)

Aide de l'ANR 229 370 euros
Début et durée du projet scientifique : décembre 2019 - 42 Mois

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