CE12 - Génétique, génomique et ARN

Méthylation des ARNr: Bases Moléculaires et Impact sur l’activité traductionnelle du ribosome – MetRibo

Résumé de soumission

L'assemblage des ribosomes et la régulation de l'activité de traduction sont cruciaux pour la croissance cellulaire et la réponse aux signaux externes ou aux conditions environnementales dans tous les organismes eucaryotes.

L'ARN ribosomique (ARNr) est le pivot de l'assemblage et de la fonction des ribosomes. Les ARNr 25S, 5.8S, 5S et 18S forment respectivement les grandes (LSU) et les petites (SSU) sous-unités du ribosome. Le LSU agit comme un ribozyme, catalysant la formation de liaisons peptidiques, tandis que la SSU abrite le centre de décodage qui surveille la complémentarité de l'anticodon tRNA avec le codon mRNA pendant la traduction. Dans toutes les cellules eucaryotes, les ARNr font l'objet de deux principaux types de modifications nucléotidiques: la méthylation des sucres (2’-O-ribose) et la conversion de l’uridine en pseudourydilation. Plus de 90% des méthylations d'ARNr sont des méthylations de 2’-O-ribose qui sont guidées par de petits ARN nucléolaires antisens (snoRNA) appelés C/D-box snoRNA. Le snoRNA à boîte C/D s'associe à quatre protéines nucléolaires appelées protéines C/D-box centrales (Nop56p / p62, Nop58p, snu13 / 15.5K et la méthyltransférase Nop1p / Fibrillarin) pour former le C/D box snoRNP.

L’étendue et les positions de 2’-O-Me de l’ARNr varient d’une espèce à l’autre, mais la majorité des modifications se produit dans les régions fonctionnellement conservées. Remarquablement, la modulation de 2'-O-méthylation des ARNr affecte la fidélité de traduction des ribosomes et est liée aux maladies humaines. Chez les plantes, seules des informations limitées sont disponibles sur le profil de2'-O-méthylation des ARNr, le mécanisme de modification et le (s) rôle (s) des nucléotides modifiés dans l'activité des ribosomes.

Chez la plante modèle A. thaliana, environ 200 snoRNA à boîtes C/D ont été identifiés par criblage informatique et l'analyse des données d'ARN-seq des petits ARNs et d'ARN nucléolaires. Notamment, des études menées chez Arabidopsis ont démontré que la suppression d'un seul snoRNA à boîte C/D déclenche de forts défauts de développement et de croissance, tandis que l’interruption génétique de NUFIP, un facteur d'assemblage de snoRNP à boîte C / D, conduit également à des phénotypes de développement sévères et inhibe la 2 '-O-méthylation d'ARNr sur des sites spécifiques.

Nous avons récemment effectué une analyse RiboMethSeq de l'ARNr d'Arabidopsis thaliana et identifié des sites d'ARNr 2’-O-Me (espèce) conservés et aussi spécifiques à la plante. Remarquablement; nos données suggèrent que certains sites d’ARNr 2’-O-Me n’ont pas de snoRNA correspondants, suggérant la 2’-O-Me via un snoRNA non canonique et / ou un autre mécanisme de guidage. De plus, nous avons également observé des altérations du niveau de 2’-O-Me dans des positions d'ARNr conservées et spécifiques à la plante en réponse à certaines conditions de développement. En outre, l'analyse ARN-seq des snoRNP à boîte C/D d'Arabidopsis a identifié un sous-ensemble d'ARN non codants, autres que les snoRNA à boîte C / D connus, qui pourrait être impliqué dans la 2'-O-méthylation de l'ARNr et/ ou d'autres ARN.

Dans ce projet, nous effectuerons une étude approfondie des mécanismes contrôlant la 2’-O-méthylation de l’ARNr et déterminerons les connexions avec d’autres modifications de l’ARNr et l’activité de traduction des ribosomes végétaux. Nous déterminerons comment la méthylation du 2’-O-ribose de l’ARNr contribue à la production de ribosomes «spécialisés» hétérogènes dans les plantes et influe sur la résistance et/ou l’adaptation des plantes aux conditions de stress thermique. Le projet MetRibo est destiné à contribuer substantiellement aux efforts intenses consacrés actuellement pour comprendre comment les modifications des ribosomes contribuent aux voies de régulation et comment ils sont ajustés lors des réponses adaptatives des organismes multicellulaires aux signaux externes, un domaine dans lequel les plantes ont beaucoup à offrir.

Coordination du projet

Julio SAEZ-VASQUEZ (Laboratoire Génome et développement des plantes)

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

LGDP Laboratoire Génome et développement des plantes
MIAT Mathématiques et Informatique Appliquées Toulouse
IMoPA Ingénierie Moléculaire et Physiopathologie Articulaire

Aide de l'ANR 500 646 euros
Début et durée du projet scientifique : avril 2021 - 48 Mois

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