Marquage Dihydrouridine de l’ARN: une modification écrite et effacée par la même enzyme – DERASE

La dihydrouridine (D) est une modification post-transcriptionnelle abondante du transcriptome qui est retrouvée principalement au niveau de la boucle-D des ARNts. Cette modification, catalysée par les dihydrouridines synthases (Dus), est produite par une réaction de réduction NADPH-dépendante de résidus uridines conduisant ainsi à leur perte d’aromaticité et à une augmentation de plasticité structurale des ARNs. Bien que l’augmentation du taux de D dans les ARNts chez certaines cellules cancéreuses est connue pour stimuler la croissance, vraisemblablement via une possible implication au niveau de la traduction, le rôle biologique de la D demeure à ce jour méconnu. Dans ce projet collaboratif, il est proposé d’étudier la dynamique fonctionnelle de cette modification et d’investiguer sa probable régulation par l’état d’oxydo-réduction de la cellule. Cette étude s’inscrit dans un nouveau domaine de recherche émergent en biologie, très prometteur et compétitif, à savoir l’étude de la dynamique de l’épitanscriptome et ses conséquences dans la physiopathologie cellulaire. Le consortium constitué de quatre laboratoires réputés et spécialisés dans la modification des ARNs, a déjà obtenu deux résultats clés constituant la base de l’hypothèse originale de ce travail. Il y a, d'une part, la preuve biochimique de la réversion enzymatique de la biosynthèse de résidus D au niveau des ARNts démontrant sans ambiguïtés que, D en tant que marque épitranscriptomique, peut être éliminée par la même enzyme responsable de sa biogenèse. D'autre part, les données in vivo montrent une baisse significative des niveaux de D de l’ARNt dans des cellules traitées avec du paraquat, une drogue connue pour réduire les niveaux intracellulaires de NADPH, le cofacteur redox utilisé pour la synthèse de D par les Dus. Ces résultats nous permettent de postuler que la dynamique de biosynthèse du D dans les ARNts et par conséquent, la traduction, pourraient être contrôlées par le ratio NADPH/NADP+ intracellulaire. Ce projet collaboratif propose de répondre à cette hypothèse de travail en faisant appel à (i) des techniques d’analyses chimiques et biochimiques des ARNts, (ii) des caractérisations mécanistiques et structurales et (iii) des études in vivo avec un intérêt particulier sur la traduction via l’utilisation d’organismes modèles. Les retombées attendues de ce travail devraient permettre la mise en lumière du premier système enzymatique agissant à la fois comme écrivain/gomme épitranscriptomique ainsi que la mise en évidence d'une connexion biologique entre l’état d’oxydo-réduction intracellulaire et la traduction, ce qui aura certainement des conséquences profondes dans le domaine des sciences de la Vie.