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Posté par Adrien le Mardi 10/05/2016 à 00:00
Un rôle inédit de l'uridylation dans la réparation des extrémités des ARNm
Les ARN messagers des eucaryotes se terminent par une succession de plusieurs dizaines d'adénosines, communément appelée queue poly(A). Un raccourcissement de cette queue poly(A) est classiquement associée à une inhibition de la traduction de l'ARNm et à sa déstabilisation. En utilisant la plante (Les plantes (Plantae Haeckel, 1866) sont des êtres pluricellulaires à la base de la chaîne alimentaire. Elles forment l'une des subdivisions (ou règne)...) modèle Arabidopsis thaliana, des chercheurs de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical...) de biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences...) moléculaire des plantes révèlent un mécanisme de réparation des queues poly(A) par l'ajout d'uridines. Ces travaux, publiés dans la revue Cell Reports, ouvrent une nouvelle voie de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques....) dans la compréhension des processus régulant la traduction, la dégradation ou le stockage d'ARNm.


Figure: Schéma de la réparation des extrémités 3' des ARNm par ajout d'uridines chez Arabidopsis thaliana. Un ARNm est stabilisé par deux structures: la coiffe en 5' et la queue poly(A) en 3'. Le raccourcissement de la queue poly(A), ou déadénylation, correspond à la première étape de la voie générale de dégradation des ARNm. L'ajout d'uridines par la nucléotidyltransférase URT1 restaure une taille minimum permettant la liaison d'une PABP. L'équilibre dynamique entre l'action de URT1, l'activité de la déadénylase et la liaison avec la PABP prévient une déadénylation excessive des ARNm. La réparation des extrémités 3' des ARNm par uridylation pourrait avoir un impact sur le contrôle de la polarité de dégradation des ARNm, leur traduction ou leur stockage en réponse à des stress (Le stress (« contrainte » en anglais), ou syndrome général d'adaptation, est l'ensemble des réponses d'un organisme soumis à des contraintes environnementales. Dans le langage courant, on parle de...).
© Dominique Gagliardi

Le génome est dépositaire de l'information génétique propre à chaque organisme. Cette information s'exprime via la synthèse de deux grands types d'ARN: les ARN codants pour des protéines, appelés ARN messagers (ARNm), et les ARN non-codants qui exercent des fonctions catalytiques, structurales ou régulatrices. L'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui...) de ces ARN forme le transcriptome. Une régulation dynamique du transcriptome et de l'activité biologique des ARN est essentielle à la survie et au développement des organismes. En effet, l'expression génique doit être ajustée rapidement en réponse à des signaux environnementaux ou développementaux. Cet ajustement est contrôlé à de multiples niveaux, y compris lors de la traduction et du contrôle de la stabilité des ARNm. Deux éléments structuraux communs à la quasi-totalité des ARNm eucaryotiques participent à ce contrôle de la traduction et de la stabilité: un nucléotide modifié en 5' appelé la coiffe, et une succession de plusieurs dizaines d'adénosines en 3', la queue poly(A). Cette queue poly(A) est recouverte par les poly(A) binding proteins (PABP), qui assurent un rôle protecteur mais aussi régulateur via des interactions avec divers facteurs cellulaires. Le raccourcissement de la queue poly(A) par des ribonucléases spécialisées est appelé étape de déadénylation. Cette étape constitue la première phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) de la voie générale de dégradation des ARNm. Passé un seuil critique provoquant la dissociation des PABP, la déadénylation conduit à l'inhibition de la traduction et à l'élimination de l'ARNm par les ribonucléases.

L'équipe « Dégradation des ARN » dirigée par Dominique Gagliardi à l'Institut de biologie moléculaire des plantes, a identifié une nouvelle étape du métabolisme des ARNm chez Arabidopsis thaliana. Ces travaux montrent que l'ajout d'uridines en 3' des queues poly(A) des ARNm permet de contrôler et de stopper la phase de déadénylation. Une analyse globale de l'uridylation des ARNm montre que le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) d'uridines ajoutées dépend en fait du nombre d'adénosines encore présentes après l'étape de déadénylation. Cette réparation des queues poly(A) par des uridines permet de restaurer une taille minimum permettant la liaison d'une PABP. La découverte de ce mécanisme de réparation ouvre de nouvelles perspectives d'études sur le devenir des ARNm ayant subi une phase de déadénylation. Elle permet notamment d'envisager une nouvelle voie de recherche sur la compréhension des processus régulant la traduction ou le stockage d'ARNm en réponse à des stress.

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Source: CNRS-INSB
 
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