Drécrypter le mécanisme de biogenèse de la Particule de Reconnaissance du Signal et ses liens avec la biogenèse du ribosome et la structure du nucléole. – BioRiboSRP

Les particules ribonucléoprotéiques non codantes (RNPnc) jouent de multiples rôles fondamentaux dans les cellules. Comprendre comment elles sont synthétisées et comment les cellules régulent leur taux et leur intégrité sont des questions fondamentales. Leur formation nécessite de nombreux facteurs d'assemblage qui jouent le rôle de chaperon, augmentent la spécificité d’assemblage, contrôlent la qualité des RNP produites, etc. Comment l’assemblage des RNPnc est catalysé et régulé est encore mal compris.

Ce projet est dédié à l’étude de la biogenèse de la Particule de Reconnaissance du Signal (SRP), qui est universellement conservée et essentielle à la translocation des protéines membranaires et sécrétées à travers le réticulum endoplasmique. Malgré le rôle crucial de la SRP, son mécanisme de synthèse est encore très mal connu. De manière surprenante, seuls quelques facteurs d’assemblage de la SRP ont été identifiés, dont le complexe SMN. L’assemblage de la SRP se déroule principalement dans le nucléole, où la majorité des protéines de la SRP s’associerait à l’ARN 7SL, tandis que la fixation de SRP54 aurait lieu ensuite dans le cytoplasme.
Les raisons pour lesquelles la SRP est assemblée dans le nucléole ne sont pas claires. Elle pourrait bénéficier de la machinerie d’assemblage qui s’y trouve et qui est dédiée principalement à la synthèse des ribosomes. Puisque les fonctions de la SRP et des ribosomes sont fortement liées via le recrutement vers le RE des ribosomes par la SRP, nous voulons explorer l’hypothèse que les assemblages de ces deux RNP pourraient être coordonnés. Nous avons déjà un certain nombre de résultats confortant cette hypothèse, et nous souhaitons l’explorer plus en détails.

Au cours de ce projet, nous allons décrypter le mécanisme de biogenèse de la SRP et identifier les facteurs agissant en trans, en utilisant des approches complémentaires à haut débit : 1) la protéomique quantitative pour identifier les protéines associées à la SRP et les complexes intermédiaires d’assemblage formés, et 2) des cribles visuels à haut débit pour détecter les protéines dont l’absence entraîne un défaut de biogenèse. Des expériences fonctionnelles réalisées in cellulo et in vitro seront effectuées afin d’étudier les rôles des facteurs identifiés les plus prometteurs. Nous allons étudier les intermédiaires d’assemblage de la SRP en les isolant après avoir exprimé des formes mutées des protéines SRP ou en déplétant une à une ces protéines. Nous rechercherons également les modifications post-transcriptionnelles de l’ARN 7SL et les facteurs impliqués dans ces modifications. L’ensemble de ces expériences permettra de définir les étapes d’assemblage de la SRP, et d’identifier des facteurs d’assemblage communs pour la biogenèse de la SRP et des ribosomes.
Le nucléole est très dynamique et est un biomarqueur de l’état de santé des cellules. Des perturbations dans ses fonctions et sa structure pourraient avoir un impact sur la biogenèse de la SRP et, réciproquement, une synthèse correcte de la SRP pourrait être requise pour maintenir l’homéostasie du nucléole. Un autre objectif de ce projet est de tester cet intéressant nouveau concept par microscopie à haute résolution.

Etant donné la fonction essentielle de la SRP, il est nécessaire de comprendre comment elle est produite, et de caractériser les facteurs agissant en trans durant sa biogenèse. En étudiant l’implication du nucléole, nous anticipons de mettre en évidence des connections dans la biogenèse de deux machineries essentielles pour les cellules : les ribosomes et la SRP. Notre consortium est composé de chercheurs possédant des expertises complémentaires dans la biogenèse des RNPnc et dans l’analyse de la structure et des fonctions du nucléole. Ce consortium a tous les atouts pour réaliser avec succès ce projet, et permettre l’émergence de nouveaux concepts concernant l’assemblage des complexes macro-moléculaires ARN/protéine, applicables à d’autres types de machinerie.