Assemblage et fonction de complexes ARN-protéines - CNRS - Centre national de la recherche scientifique Accéder directement au contenu
Hdr Année : 2007

Assembly and function of RNA-protein complexes

Assemblage et fonction de complexes ARN-protéines

Christine Allmang

Résumé

Ribonucleoprotein particles (or RNPs) play essential roles in many fundamental cellular processes. Assembly of RNP particles is a complex process that requires several processing steps and multiple assembly factors. Proper formation of RNP particles is essential for their function. Thus, it is of fundamental importance to understand how RNPs are assembled within the cell. In my career I analyzed several aspects of these mechanisms.
During my thesis directed by Chantal Ehresmann (1990-1994) in the team of Bernard Ehresmann (UPR 9002 du CNRS), I studied the 16S rRNA binding site of E. coli ribosomal protein S8.
In the team of David Tollervey (EMBL, Heidelberg (1994-1996) and University d'Edinburg (1996-2001) I analyzed the mechanisms of maturation, assembly and degradation of various RNPs. I participated in the characterization of the exosome, a complex of 3'-5' exonucleases involved in the processing and degradation of various RNAs in yeast. I also studied the role of chaperone proteins in the biogenesis of snoRNAs (ribosome biogenesis), rRNAs and tRNAs.
In 2001 I was recruited by the CNRS in the team of Alain Krol to study the mechanisms of selenoprotein synthesis. Selenoprotein synthesis requires co-translational recoding of in-frame UGA codons. In eukaryotes, this process involves the assembly of RNA-protein complexes to specific stem-loops located in the 3'UTR of selenoprotein mRNAs, called Selenocysteine Insertion Sequences (SECIS). SECIS-binding protein 2 binds the SECIS element and recruits the factors of the biosynthesis machinery. SBP2 is part of supramolecular complexes and undergoes nucleocytoplasmic shuttling, indicating a possible nuclear assembly of the SECIS mRNP. The RNA-binding domain of SBP2 belongs to the L7Ae family of proteins. Members of this family are at the core of many RNPs and are thus involved in many cellular functions. L7Ae proteins are part of the large and small ribosomal sub-units (translation), box C/D and H/ACA snoRNPs (ribosomal RNA biogenesis), spliceosomal RNPs (splicing), telomerase (telomere replication), and selenoprotein mRNPs (translation of selenoproteins). Our aims are to elucidate the principles of SBP2/SECIS interaction, to identify the components of the complexes that bind to the SECIS and understand their assembly pathway.
In collaboration with Edouard Bertrand (Montpellier), Bruno Charpentier and Christiane Branlant (Nancy) we have identified a conserved molecular machinery for the assembly of RNPs of the L7Ae family. This machinery is conserved from yeast to human and of fundamental importance for the cell. It is composed of an adaptor protein and a complex of protein chaperones linked to HSP90. Our role is to understand it's specific role in selenoprotein mRNP formation.
Les particules ribonucléoprotéiques (ou RNP) sont à la base de nombreuses fonctions cellulaires fondamentales. La formation de ces particules RNP est un processus très complexe qui nécessite de nombreuses étapes de maturation et de multiples facteurs d'assemblage. Par ailleurs, une structure correcte des particules RNP est essentielle à leur fonction. Il est donc critique de comprendre comment ces particules sont formées dans la cellule. Au cours de ma carrière, je me suis intéressée à plusieurs aspects de ces mécanismes.
Au cours de ma thèse dirigée par Chantal Ehresmann (1990-1994), dans l'équipe de Bernard Ehresmann (UPR 9002 du CNRS) j'ai étudié le mode d'interaction de la protéine ribosomique S8 sur l'ARNr 16S d'E. coli.
Mon travail post-doctoral dans l'équipe de David Tollervey (EMBL, Heidelberg (1994-1996) et Université d'Edimbourg (1996-2001) a porté sur l'étude des mécanismes de maturation, d'assemblage et de dégradation de diverses RNP. J'ai notamment contribué à la caractérisation de l'exosome, un complexe d'exonucléases 3'->5' impliqué dans la maturation et la dégradation de divers ARN chez la levure. J'ai également étudié le rôle de protéines chaperons dans la biogenèse des snoARN (biogenèse des ribosomes), des ARN ribosomiques et des ARNt.
En 2001, j'ai été recrutée au grade de chargée de recherche au CNRS dans l'équipe d'Alain Krol où nous étudions les mécanismes de synthèse des sélénoprotéines. L'incorporation de sélénocystéine dans les sélénoprotéines fait appel au recodage co-traductionnel d'un codon UGASec en phase. Chez les eucaryotes, ce mécanisme implique l'assemblage d'un complexe ARN-protéine au niveau d'une structure en tige-boucle ou ARN SECIS (Selenocysteine Insertion Sequence) située dans la région 3' non codante de l'ARNm des sélénoprotéines. La protéine SBP2 se fixe spécifiquement à l'ARN SECIS et recrute les facteurs de la machinerie de biosynthèse. Elle fait également partie de complexes supramoléculaires dans le cytoplasme et le noyau, suggérant un possible assemblage nucléaire de la mRNP SECIS. Nous avons montré que la protéine SBP2 présentait une origine évolutive commune avec des protéines de la famille L7Ae. Ces protéines partagent un domaine de liaison à l'ARN similaire et participent à la construction de plusieurs RNP essentielles telles les sous-unités ribosomiques, les snoRNP (biogenèse des ribosomes), les snRNP (épissage), et les mRNP codant pour les sélénoprotéines. Nos objectifs sont d'élucider les principes d'interaction SBP2/SECIS, d'identifier les composants moléculaires des complexes qui se forment autour du SECIS et de comprendre leur assemblage.
En collaboration avec Edouard Bertrand (Montpellier) et Bruno Charpentier et Christiane Branlant (Nancy) nous avons identifié une machinerie d'assemblage des RNP L7Ae conservée de la levure à l'homme et d'importance fondamentale pour la cellule. Elle est constituée d'une protéine adaptatrice et d'un complexe de protéines chaperons. Notre objectif est de comprendre son rôle dans l'assemblage des mRNP de sélénoprotéines.
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Dates et versions

tel-00265610 , version 1 (19-03-2008)

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  • HAL Id : tel-00265610 , version 1

Citer

Christine Allmang. Assemblage et fonction de complexes ARN-protéines. Sciences du Vivant [q-bio]. Université Louis Pasteur - Strasbourg I, 2007. ⟨tel-00265610⟩

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