Un nouveau mécanisme de contrôle posttraductionnel pour EXOSC10/Rrp6 – EXOPROT

L'exoribonucléase 3'-5' conservée EXOSC10 (Rrp6 dans la levure) est essentielle pour l'embryogenèse, le développement du cerveau antérieur et des globules rouges, la gamétogenèse et la division des cellules cancéreuses. Parmi les substrats les mieux étudiés de la protéine figurent les ARN ribosomiques (ARNr) et les petits ARN nucléolaires (snoARN) importants pour la biogenèse des ribosomes, et les ARN longs non codants (lncARN) impliqués dans l'activité d'amplification des lymphocytes B et la réparation des cassures double brin (DSB). Notre objectif principal est de comprendre comment la stabilité de l'exoribonucléase humaine 3'-5' EXOSC10 est régulée, et si des signaux externes tels que le stress physique et chimique altèrent la biogenèse des ribosomes et l’élongation de la traduction en modifiant la concentration cellulaire de la protéine, donc son activité. Nous émettons l'hypothèse qu'EXOSC10 est ciblé par la voie du complexe promoteur d'anaphase/cyclosome (APC/C)-protéasome et constitue ainsi un lien moléculaire entre les signaux externes et les effets sur la biogenèse et la fonction des ribosomes. Notre modèle prédit que les allèles EXOSC10 dont la stabilité et/ou l'activité sont altérées peuvent être à l'origine de certaines ribosomopathies, définies comme des maladies causées par des composants ARN/protéines altérés des ribosomes ou des produits géniques nécessaires à la biogenèse des ribosomes. Étant donné que le médicament anticancéreux 5-fluorouracile (5-FU) réduit l'activité enzymatique d'EXOSC10 via l'inhibition du substrat, les allèles mutants présentant une stabilité accrue dans les cellules cancéreuses peuvent également contribuer à la survie des cellules cancéreuses et, finalement, à la résistance aux médicaments via un mécanisme compensatoire.
Nos principaux objectifs sont de (1) démontrer que la Rrp6 de la levure et l'EXOSC10 des mammifères sont régulés au niveau post-traductionnel par des effets environnementaux, (2) tester notre hypothèse selon laquelle la voie APC/C-protéasome joue un rôle critique et conservé au cours de l’évolution en contrôlant la stabilité d’EXOSC10/Rrp6, (3) déterminer si des allèles EXOSC10 anormalement stables altèrent la capacité d'une cellule cancéreuse à progresser dans le cycle cellulaire mitotique et à répondre au traitement médicamenteux, et (4) identifier les acides aminés dans EXOSC10 qui ont été mutés dans des cancers et analyser l'effet de ces mutations sur la division cellulaire et la résistance aux médicaments dans des cellules en culture.
Le projet permettra de mieux comprendre les mécanismes de régulation qui contrôlent la stabilité d'EXOSC10 et aidera ainsi à mieux comprendre comment le stress nutritionnel, physique et chimique influence la biogenèse des ribosomes et la traduction des protéines. Les résultats des travaux proposés ne sont donc pas seulement d'un intérêt pour la biologique cellulaire et développemental, mais permettront également à améliorer le pronostic des traitement médicamenteux et à élucider les mécanismes moléculaires liés aux ribosomopathies.