Biologie : les partenaires du projet Decapping font avancer la compréhension d’un mécanisme régulant la production des protéines

La dégradation des ARN messagers (ARNm) est une étape clé dans la régulation de la production des protéines cellulaires. Les partenaires du projet Decapping cherchent à mieux comprendre un processus critique de cette dégradation, le clivage de la coiffe des ARNm. Plus précisément, c’est le mécanisme d’action et de régulation de l’enzyme Dcp2, responsable de la coupure, qui est au cœur de leur projet. Dans le cadre de ces travaux, une avancée importante vient d’être faite concernant la structure tridimensionnelle du complexe contenant l’enzyme associée à ses cofacteurs (Dcp1 et Edc3) et à un produit de la réaction. Cette structure révèle le mécanisme d’action de l’enzyme, une question jusqu’ici non élucidée. Ces résultats ont donné lieu à la publication d’un article dans la revue Nature Structural and Molecular Biology, un média de tout premier ordre dans le domaine de la biologie fondamentale.

Dans les cellules, l’expression des gènes codant pour des protéines passe par la production d’un ARN dit messager (ARNm). Celui-ci est produit dans le noyau des cellules eucaryotes. Il subit ensuite des modifications chimiques destinées à le protéger et notamment l’ajout d’une structure appelée « coiffe ». Cet ARNm est ensuite exporté à l’extérieur du noyau (cytoplasme) afin d’y être traduit en protéines.

Mieux comprendre une étape clé régulant l’expression des gènes

La dégradation des ARNm est ainsi une étape clé régulant la production des protéines et, de fait, l’expression des gènes. Ce processus débute par l’élimination des structures chimiques protectrices portées par les ARNm et notamment de leur « coiffe ». Son élimination est réalisée par l’enzyme Dcp2, associée à son activateur Dcp1. Bien que ces deux acteurs clé soient connus depuis plusieurs années, leur mécanisme d’action exact n’avait jusqu’à présent pas été élucidé. L’objectif du projet Decapping est ainsi de déterminer les mécanismes d’activation du complexe Dcp1-Dcp2 et de comprendre les moyens utilisés par les cellules pour réguler ce processus au cours de leur développement ou lors de l’exposition à des signaux environnementaux externes.

Allier trois types d’approches grâce à aux compétences réunies au sein du projet

Pour ce faire, Decapping associe des chercheurs de l’Ecole Polytechnique (CNRS) et de l’Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (CNRS, Inserm et Université de Strasbourg). Grâce à leurs compétences complémentaires s’étendant de la biologie structurale à la biochimie et la génétique moléculaire, les équipes réunies ont adopté une démarche alliant approches structurales, fonctionnelles et mécanistiques. La structure tridimensionnelle du complexe contenant l’enzyme associée à ses cofacteurs (Dcp1 et Edc3) et à un produit de la réaction vient d’être déterminée et constitue un résultat d’envergure pour le projet. Ceci permet de lever le voile sur le mécanisme d’action de Dcp2. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives pour comprendre le mécanisme du clivage de la coiffe et pourraient permettre de développer des inhibiteurs de cette enzyme-clé. Ils ont donné lieu à la publication d’un article dans la revue Nature Structural and Molecular Biology, un média de tout premier ordre dans le domaine de la biologie fondamentale.

Représentation du complexe Dcp2-Dcp1-Edc3 fixé au produit de la réaction de clivage de la coiffe protégeant l’extrémité 5’ des ARNm. Le produit de clivage de la coiffe des ARNm est représenté en rouge, Dcp1 en magenta, Dcp2 en bleu et Edc3 en orange.

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