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Ubiquitylation nucléaire – NucUb

Ubiquitylation nucléaire

L’ubiquitylation est une modification postraductionelle des protéines qui régule une multitude de fonctions cellulaires et est impliquée dans de nombreuses pathologies humaines. L’objectif de ce projet de mieux en caractériser les fonctions nucléaires en nous intéressant en particulier aux évènements d’ubiquitylation qui ont lieu en réponse à des dommages de l’ADN.

Les évènements d’ubiquitylation nucléaire sont difficiles à identifier

La fonction première de l’ubiquitylation des protéines est de maintenir la qualité du protéome cellulaire en induisant la dégradation par le protéasome des protéines défectueuses ou non fonctionnelles. Cette fonction est assurée par plusieurs mécanismes de contrôle de qualité qui sont responsables, à tout moment, de l’ubiquitylation d’un très grand nombre de protéines de la cellule. En comparaison, les évènements d’ubiquitylation qui ont lieu dans le noyau en réponse à une situation particulière comme un dommage de l’ADN sont peu nombreux. Ces évènements sont donc difficiles à identifier et encore peu connus. L’objectif principal de ce projet est de mettre au point une méthode qui nous permette d’identifier plus facilement ces évènements. Nous tacherons ensuite de comprendre comment les évènements d’ubiquitylation que nous aurons identifiés contribuent à la survie cellulaire suite à des dommages de leur ADN.

Pour identifier les évènements d’ubiquitylation nucléaires nous proposons d’utiliser la levure de boulanger comme organisme modèle. En effet cet organisme est facilement manipulable génétiquement. Nous le modifierons afin d’inactiver spécifiquement et de manière inductible le protéasome dans le noyau. Cette approche nous permettra d’enrichir les évènements d’ubiquitylation qui ont lieu dans le noyau par rapport aux autres évènements d’ubiquitylation qui ont lieu dans le reste de la cellule. Nous identifierons alors ces évènements d’ubiquitylation par spectrométrie de masse et les caractériserons en utilisant une combinaison de méthodes biochimiques et génétiques.

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L’ubiquitine et les protéines apparentées à l’ubiquitine (« Ubiquitin-like proteins » ou UBLs) régulent de très nombreuses fonctions biologiques. Ces protéines servent à modifier posttraductionellement d’autres protéines ce qui en régule la fonction. Par exemple, l’attachement d’une chaine d’ubiquitines liées via leur Lysine 48 sur une protéine cible entraine sa dégradation par le protéasome. Cette forme d’ubiquitylation régule d’importantes fonctions cellulaires, comme la transcription ou la réplication de l’ADN.
Bien que les grands principes de la modification des protéines par l’ubiquitine et les UBLs soient compris, nous sommes encore loin de pouvoir appréhender l’ensemble de leurs fonctions moléculaires. Comme l’ubiquitylation des protéines est généralement une modification transitoire et locale elle est difficile à détecter et à étudier, en particulier dans des conditions physiologiques.
L’objectif général de ce projet de recherches est d’étudier les évènements d’ubiquitylation ayant lieu dans le noyau des cellules en réponse à des dommages de l’ADN. Dans ce but, nous utiliserons une combinaison d’approches biochimiques, génétiques et microscopiques dans un organisme génétiquement manipulable. Nous modifierons cet organisme pour pouvoir inactiver spécifiquement et de manière inductible le protéasome dans le noyau. Cette approche devrait nous permettre de détecter des évènements d’ubiquitylation locaux et/ou peu abondants. Nous étudierons également certains des mécanismes contrôlant l’ubiquitylation des protéines dans le noyau. Ces travaux nous permettrons de mieux comprendre les mécanismes d’ubiquitylation nucléaires ainsi que leur contribution à la réponse cellulaire aux dommages de l’ADN. D’autre part, les méthodes que nous développerons seront transposables pour analyser les évènements d’ubiquitylation nucléaire en réponse à d’autres conditions physiologiques

Coordinateur du projet

Monsieur Gwenaël RABUT (Institut de Génétique et Développement de Rennes)

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

IGDR Institut de Génétique et Développement de Rennes

Aide de l'ANR 199 992 euros
Début et durée du projet scientifique : décembre 2012 - 36 Mois

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