Une approche Evo-Devo du rôle de l'interaction ARN-RBP dans l'épissage alternatif – EvoRNAs

L'épissage alternatif (AS) est l'une des principales sources de diversité du transcriptome et du protéome chez les organismes supérieurs et influence fortement la diversité phénotypique. Les éléments cis-régulateurs situés dans les exons ou les introns influencent la SA par interaction avec des protéines agissant en trans, notamment des protéines riches en sérine/arginine, telles que la NUCLEAR SPECKLE RNA-BINDING PROTEIN A (NSRa), et des ribonucléoprotéines nucléaires hétérogènes, comme la GLYCINE- PROTÉINE 7 DE LIAISON À L'ARN RICHE (GRP7). En plus des pré-ARNm, les longs ARN non codants (lncRNA) se lient spécifiquement aux protéines NSRa et GRP7 et affectent leur fonction dans la régulation de l’AS des gènes cibles de NSRa et GRP7. Le projet EvoRNAs vise à tirer parti de l'évolution des interactions ARN-RNA binding protein (RBP) et de l'apprentissage automatique pour prédire les règles de reconnaissance de l'ARN de deux RBP clés hautement conservées et de leurs lncRNAs et ARNm interagissants avec elles, afin d'évaluer l'impact de ce mécanisme sur la génération de diversité dans l'épissage à travers différentes espèces. Pour éviter problème commun inhérent à la recherche de motifs conservés dans les ARNs basée sur l'homologie de séquence, nous proposons ici une nouvelle approche centrée sur les partenaires RBP hautement conservés (NSRa et GRP7) interagissant avec les lncARNs et les ARNm. En utilisant une approche multidisciplinaire incluant la biochimie de l'ARN, la biologie évolutive et la modélisation, nous (1) définirons la préférence de liaison à l'ARN de NSR et GRP7 parmi les espèces divergentes; (2) déterminerons la conservation fonctionnelle de l’action de ces protéines au cours de l'évolution ; (3) utiliserons l’apprentissage automatique pour définir les caractéristiques de la liaison de la RBP à l’ARNnc et (4) tester la robustesse du modèle pour prédire de nouveaux ARNnc impliqués dans des modèles d'épissage alternatifs à travers la lignée végétale, y compris les plantes cultivées. Le projet s'appuie sur une forte complémentarité de disciplines et d'expertises (biochimie et génomique des ARN, analyse et modélisation Evo-devo) au sein du consortium. Nous espérons que les résultats du projet EVORNA mettront en lumière les mécanismes moléculaires qui conduisent à la co-évolution des lncARN avec leurs partenaires protéiques RBP à travers les espèces. Plus généralement, les résultats et les méthodes des EvoRNA peuvent permettre de prédire les conséquences régulatrices de la variation génétique des lncARN et/ou des RBP (polymorphismes naturels ou variantes associées à une maladie) sur leur interaction et les conséquences régulatrices sur leur activité dans la régulation de l'épissage. Cela pourrait établir un nouveau mécanisme moléculaire pour le contrôle de l’AS chez les espèces évolutives distantes. Ces résultats peuvent avoir de vastes impacts pour comprendre la base de la variation nucléotidique sur les lncRNA et les partenaires RBP, allant de la sélection végétale à la prédiction de fonctions variables sur les mécanismes de la maladie.