CD - Assemblage des micro- et snoRNP

école doctorale

équipe

Equipe 1 : ARN, RNP (RNA/P)

contexte

Les particules ribonucléoprotéiques non-codantes, ou ncRNP, composées généralement d'un ARN non-codant et de plusieurs protéines, constituent les complexes macromoléculaires cellulaires parmi les plus complexes. Ainsi, leur assemblage dans la cellule correspond à un processus essentiel, mettant en jeu d'innombrables chaperonnes et cofacteurs dédiés, permettant d'assurer le bon repliement tridimensionnel des partenaires protéiques et l'association des protéines entre-elles, ou des protéines à l'ARN, au sein d'un environnement cytoplasmique très complexe. L'un de ces facteurs de biogenèse essentiels, le complexe R2TP, cofacteur de la chaperonne HSP90, joue ainsi un rôle crucial dans l'assemblage et la maturation de nombreuses particules protéiques ou ribonucléoprotéiques, telles que les ARN polymérases, les snRNP U4 et U5 (small nuclear RNP), la télomérase ou encore les snoRNP (small nucleolar RNP) [1–6]. Le complexe R2TP, très conservé au cours de l'évolution, est constitué d'un hétéro-dimère des protéines PIH1D1 et RPAP3, et d'un hétéro-hexamère des ATPases AAA+ RUVBL1 et RUVBL2 [6]. Chez l'humain, le R2TP s'associe avec des protéines supplémentaires, formant alors le PAQosome pour « Particle for the Arrangement of Quaternary Structures » [7]. Au sein du R2TP, la protéine RPAP3 régule l'activité ATPasique de HSP90 avec l'aide de PIH1D1 et joue également un rôle structural en interagissant de façon stable avec toutes les protéines du complexe [8]. La reconnaissance des clients peut se faire de diverses manières, soit directement, via PIHD1 ou RPAP3, soit via des cofacteurs additionnels, tels que NOPCHAP1, ZNHIT6 ou le dimère NUFIP1 :ZNHIT3 pour ce qui concerne les snoRNPsà boîtes C/D. Les snoRNPs, retrouvées chez les Archaea et les eucaryotes, font partie des plus anciennes ncRNPs connues [9]. Il existe deux grandes familles de snoRNPs, à boîtes H/ACA et à boîtes C/D, qui guident les modifications, pseudourydilations et 2'-O-méthylations, respectivement, d'autres ARN cibles, en particulier les ARN ribosomiques. D'autres sont impliquées plutôt dans le clivage du pré-ARN ribosomique, comme la snoRNP à boîtes C/D U3, qui nous intéressera dans ce projet. Les snoRNP à boîtes C/D, comme leur nom l'indique, présentent généralement 2 paires de boîtes conservées C/D et C'/D', essentielles à la formation de la snoRNP mature. Les snoRNP à boîtes C/D matures sont constituées de 4 protéines cœur, SNU13, qui s'associe aux boîtes C/D, la fibrillarine (FBL), qui porte l'activité de 2'-O-methylation, et les protéines nucléolaires NOP56 et NOP58. L'hétéro-dimère NOP56 et NOP58 se lie à SNU13 et à la fibrillarine, ainsi qu'à l'ARN, pour constituer une particule pseudo-symétrique, avec deux centres catalytiques au niveau de chaque paire de boîtes, permettant, avec le snoARN servant de guide par appariement avec la ou les cibles, la spécificité de la réaction. A partir d'un criblage par double-hybride réalisé chez la levure S. cerevisiae, visant à identifier de nouvelles protéines clientes du système HSP90/R2TP, nous avons identifié une nouvelle interaction directe entre la protéine TRBP, l'un des cofacteurs de la RNAse Dicer, et la protéine RPAP3 [16]. De plus, de façon remarquable, nous avons montré que cette nouvelle interaction entre TRBP et RPAP3 était mutuellement exclusive de l'interaction entre TRBP et Dicer, et nous avons résolu la structure 3D du complexe par diffraction des rayons X à une résolution de 1.5 Å. En outre, nous avons également montré au cours d'expériences de co-immunoprécipitation, que TRBP était associée à l'ensemble du complexe R2TP, et qu'elle était déstabilisée en présence d'inhibiteurs de HSP90 [16]. Dicer et TRBP sont deux protéines impliquées, entre autres, dans la maturation des micro-ARN (miARN) et le chargement d'un des brins du duplexe de miARN mature sur une protéine de la famille Argonaute (Ago) au sein du complexe effecteur de l'ARN interférence (complexe RISC), qui joue un rôle essentiel dans la régulation de l'expression des gènes. Ce processus est notamment stimulé par les chaperonnes HSC70/HSP90 [17–20]. En outre, de manière très intéressante, nos collaborateurs au sein d'un consortium ANR (ANR YMCR) viennent de mettre en évidence grâce à une expérience de co-immunoprécipitation d'ARN, que plusieurs ARN messagers (ARNm) étaient associés aux protéines RUBVL1 et RPAP3 [21]. Parmi ces ARNm, plusieurs correspondent à des protéines clientes connues du R2TP, tandis que d'autres constituent des observations inédites. Parmi ces dernières, on trouve notamment les ARNm des 4 protéines Ago. Ceci concorde avec des observations récentes d'assemblages de complexes multiprotéiques se déroulant en cours de traduction [22] et pourrait suggérer des évènements co-traductionnels dans l'assemblage du complexe RISC, impliquant le R2TP.

spécialité

Sciences de la Vie et de la Santé - BioSE

laboratoire

IMoPA - Ingénierie Moléculaire et Physiopathologie Articulaire