Équipe
Responsable d’équipe : Kiss Tamas
Présentation
Les noyaux des cellules humaines contiennent des centaines de petits ARN nucléaires régulateurs (snARN) qui, sous forme de petites ribonucléoparticules nucléaires (snRNP), interviennent dans tous les aspects de l’expression des gènes. Dans le passé, notre groupe a fait plusieurs découvertes fondamentales qui ont largement contribué à notre compréhension actuelle de la complexité structurelle et fonctionnelle des snRNP humaines. Actuellement, deux projets de recherche indépendants sont en cours dans notre laboratoire. L’un de ces programmes se concentre sur l’exploration de la diversité fonctionnelle des snARNs guides de modification à boîtes C/D et H/ACA qui dirigent la méthylation du 2′-O-ribose et la pseudouridylation des ARN ribosomaux et spliceosomaux. L’autre projet vise à disséquer la fonction régulatrice de la snRNP 7SK qui contrôle la capacité d’élongation de l’ARN polymérase II.
Projet 1
La méthylation du 2′-O-ribose et la pseudouridylation des ARN ribosomiques (ARNr) et des snRNA spliceosomaux sont dirigées par des RNP guides à boîte C/D (2′-O-méthylation) et à boîte H/ACA (pseudouridylation). Chaque RNP guide est composée d’un ARN guide spécifique et d’un ensemble de protéines communes aux C/D ou H/ACA, dont la fibrillarine (méthyltransférase) et la dyskérine (pseudouridine synthase). Les RNP guides fonctionnent par la formation d’interactions transitoires par appariement de bases avec leurs ARN cibles. Cette interaction positionne le nucléotide substrat au niveau du centre catalytique de l’enzyme de modification associée à l’ARN guide. Cependant, certains ARN à boîtes C/D et H/ACA n’ont pas la capacité d’appariement de bases pour sélectionner des séquences d’ARNr ou de snARN pour la 2′-O-méthylation et la pseudouridylation. La fonction de ces ARN guides dits « orphelins » reste inconnue. Actuellement, nous utilisons des techniques de crosslink ARN-ARN in vivo pour identifier les ARN cibles des ARN guides orphelins. Auparavant, nous avons démontré que certains ARN guides à boîtes H/ACA sont capables de former des interactions alternatives et dynamiques avec leurs séquences cibles afin de positionner deux uridines différentes pour la pseudo-uridylation. Nous étudions actuellement si les « acrobaties de l’ARN guide » pourraient également contribuer à la 2′-O-méthylation des ARNr et snARN humains dirigée par les ARN à boîte C/D.
Projet 2
La pause transcriptionnelle est une étape clé dans la régulation de la transcription par l’ARN polymérase II (ARNPII). La transition vers une élongation productive repose sur le facteur positif d’élongation de la transcription (P-TEFb), une kinase qui favorise la synthèse des ARN messagers en libérant l’ARN polymérase II en pause dans le corps des gènes. L’activité de P-TEFb est principalement contrôlée par l’ARN 7SK qui, en collaboration avec les protéines MePCE, LARP7 et HEXIM1, séquestre P-TEFb au sein d’une RNP 7SK/P-TEFb catalytiquement inactive. La RNP 7SK contrôle la disponibilité de P-TEFb en libérant ou en capturant du P-TEFb actif en fonction des besoins transcriptionnels de la cellule, ce qui en fait potentiellement l’un des moyens les plus efficaces de contrôler la pause de l’ARNPII dans les cellules humaines. Par exemple, P-TEFb est rapidement dissocié de la RNP 7SK en réponse au stress, ce qui entraîne la libération de l’ARNPII en pause sur tout le génome et permet une reprogrammation de la transcription. Ainsi, la RNP 7SK peut contrôler le « timing » de transitions transcriptionnelles clés, non seulement pendant la réponse au stress, mais aussi au cours du développement et pendant la tumorigenèse. En effet, l’altération de la liaison de la RNP 7SK à P-TEFb entraîne la transformation des cellules en culture et a été associée à divers cancers, à l’hypertrophie cardiaque, à des troubles du développement neurologique, ainsi qu’à des maladies inflammatoires et auto-immunes. Comprendre comment la RNP 7SK régule la transcription par l’ARNPII dans divers contextes physiologiques et pathologiques est un objectif majeur de notre travail.
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