Coopération entre épitranscriptomique et voie piRNA dans la régulation des ARNm maternels – m6ApiRNA

La régulation des ARNm est essentielle dans un grand nombre de processus biologiques et pathologiques. Cette régulation implique des protéines de liaison à l'ARN et des ARN non-codants qui agissent de manière coordonnée pour déterminer le devenir et la fonction des ARNm cellulaires. Les piRNAs (Piwi-interacting RNAs) constituent une classe spécifique de petits ARN non-codants impliqués dans la répression des éléments transposables dans la lignée germinale. Nous avons identifié un nouveau rôle des piARNs dans la régulation génique, en plus de leur fonction connue dans la répression des éléments transposables. Les piRNAs jouent un rôle dans la dégradation des ARNm maternels au cours de l'embryogenèse précoce, dans le modèle drosophile. Récemment, les modifications d'ARNm, en particulier la N6-méthyladénosine (m6A), ont été identifiées comme un nouveau mécanisme crucial de régulation post-transcriptionnelle, contrôlant chaque étape de la biogenèse des ARNm, y compris la régulation de la dégradation des ARNm maternels chez le zebrafish et la souris. Actuellement, rien n'est connu sur la coordination des voies piRNA et m6A dans leur fonction de dégradation des ARNm maternels. Nos données préliminaires indiquent que la méthylation m6A contribue à la dégradation de l'ARNm maternel nanos -un modèle pour étudier la dégradation des ARNm maternels dans l'embryon précoce de drosophile-, suggérant que cette fonction de m6A est conservée chez la drosophile. De plus, nous avons montré que les sites méthylés m6A tendent à se trouver à proximité des sites cibles des piRNAs sur les ARNm maternels, suggèrant que la méthylation m6A pourrait participer à la spécificité de la reconnaissance des ARNm par les piRNAs.
Sur la base de nos travaux préliminaires, l’objectif du projet m6ApiRNA est d'analyser la coopération entre la voie piRNA et la modification de l’ARN au cours des étapes précoces du développement. Nous étudierons l'interaction entre m6A, la modification la plus abondante sur les ARNm, et la voie piRNA dans deux évènements critiques, essentiels au cours de l'embryogenèse précoce de la drosophile, pour la mise en place de la polarité de l'embryon: 1) la dégradation des ARNm maternels dans le soma et 2) la localisation et l'activation traductionnelle des ARNm codant des déterminants germinaux au pôle postérieur de l'embryon. Les work-packages incluent: i) l’utilisation d’approches génomiques, d’imagerie et d'édition du génome par CRISPR/Cas9 pour analyser la contribution de m6A dans la dégradation des ARNm maternels, ii) l'identification des ARNm co-régulés par m6A et les piRNA ainsi que les mécanismes impliqués, et iii) l'interaction entre m6A et les piRNA dans la localisation et l'activation traductionnelle des ARNm maternels.
Ce projet collaboratif combinera des approches de pointe en génétique de la drosophile, ribonomique, imagerie, biologie moléculaire et spectrométrie de masse pour étudier les relations entre m6A et la voie piRNA dans la régulation des ARNm maternels au cours de l'embryogenèse précoce. Comprendre la coopération entre ces deux voies de régulation devrait avoir un impact majeur sur les domaines émergents de la biologie des piRNA et de l'épitranscriptomique dans la régulation des ARNm.