Distanciation génomique chez la levure: lâche mon ADN !

Publié par Adrien le 15/08/2022 à 09:00
Source: CNRS INSB
La distanciation sociale ne s'applique pas seulement aux sociétés. Le génome de tous les organismes est un environnement surpeuplé dans lequel de nombreuses machineries rivalisent pour lire, copier et réparer les informations codées, entrant potentiellement en conflit les unes avec les autres. Dans un article publié dans la revue Molecular Cell, les scientifiques décrivent le rôle global de la protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs...) de levure (Une levure est un champignon unicellulaire apte à provoquer la fermentation des matières...) Sen1 (Senataxin chez l'homme) dans la résolution de ces conflits.

De nombreuses études menées ces dernières années ont clairement établi que la transcription par l'ARN polymérase (Les polymérases (nom tiré de polymère) (EC 2.7.7.6/7/19/48/49) sont des enzymes qui...) II n'est pas limitée à des gènes bien définis mais se produit pratiquement partout dans le génome (Le génome est l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une...). Cette présence ubiquitaire de la transcription augmente les risques de conflits avec d'autres machineries qui s'associent à l'ADN pour le répliquer ou le réparer, ou avec d'autres ARN polymérases impliquées dans la transcription des tRNAs ou de l'ARN ribosomal.


Illustration schématique des différents rôles de Sen1 dans la résolution des conflits impliquant l'ARN polymérase II (RNAPII). En haut un modèle des conflits co-directionnels entre la fourche de réplication bloqué à la Replication Fork Barrier (RFB) et la RNAPII. Sen1 est recruté par le réplisome et participe à dégager les RNAPIIs, en collaborant avec la RNase H. Sen1 participe aussi à éliminer les RNAPII en 5' des gènes lors des conflits avec la réplication (panel du bas). Dans les deux panels centraux sont illustrés les rôles de Sen1 dans la résolution des conflits avec les ARN polymérase III et I.
© Umberto Aiello

Certaines de ces collisions peuvent interférer avec le bon fonctionnement de la cellule, créer un danger potentiel pour sa survie ou même altérer les contrôles cellulaires sur la prolifération. Les conflits entre transcription et réplication en sont un exemple typique. Le complexe de l'ARN polymérase II en phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) d'élongation est très stable et peut arrêter la réplication lors d'un a conflit, avec des conséquences potentiellement délétères sur la fidélité du processus de réplication et la stabilité du génome. Les mécanismes qui préviennent ou résolvent ces conflits font l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans...) d'intenses recherches: comment ces voisinages génomiques sont-ils maintenus en harmonie ?

Dans cette étude, les scientifiques décrivent l'un des mécanismes cellulaires importants pour limiter les conflits avec la transcription. Sen1 est un facteur évolutivement conservé qui a un rôle majeur dans la terminaison de la transcription de nombreux gènes d'ARN non codant, et a également été impliqué dans la limitation des conflits transcription-réplication en interagissant avec le réplisome, vraisemblablement pour ouvrir la voie à la réplication. Mais ces deux facettes de la fonction de Sen1 pourraient ne pas être indépendantes, car les ARN polymérases "errantes" qui ne terminent pas leur transcription peuvent se retrouver sur le chemin de la machinerie de réplication.

Les scientifiques ont utilisé un mutant de Sen1 qui termine la transcription normalement mais perd l'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein...) avec le réplisome. En combinant cet outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son...) génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est...) à des analyses à haute résolution à l'échelle du génome, ils ont pu montrer que Sen1 retire les ARN polymérases à plusieurs sites de conflits avec la réplication, et notamment à l'extrémité 5' des gènes. L'action de Sen1 est double: d'un côté, Sen1 empêche les ARN polymérases de dépasser les limites de leur site de fonction, de l'autre, lorsque cela se produit, il les élimine des régions de conflits.

Sen1 n'est pas seul dans cette tâche: les RNases H sont des partenaires fonctionnels importants, vraisemblablement en dégradant l'ARN naissant associé à son ADN matrice dans une structure genotoxique appelée R-loop. Mais il y a plus: Sen1 résout ou empêche également les conflits entre l'ARN polymérase II (qui transcrit les gènes codant pour les protéines) et les deux autres ARN polymérases, qui transcrivent les ARNs de transfert et l'ARN ribosomal. Ainsi, Sen1 est un pacificateur général dans un monde (Le mot monde peut désigner :) génomique (La génomique est une discipline de la biologie moderne. Elle étudie le fonctionnement...) de conflits.

Pour en savoir plus:
Sen1 is a key regulator of transcription-driven conflicts.
Aiello U, Challal D, Wentzinger G, Lengronne A, Appanah R, Pasero P, Palancade B, Libri D.
Molecular Cell. 8 juillet 2022 doi: 10.1016/j.molcel.2022.06.021.

Laboratoire:
Institut Jacques Monod (Jacques Monod, né à Paris le 9 février 1910 et mort à Cannes le...) (Université Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région...) Cité/CNRS)
15 rue (La rue est un espace de circulation dans la ville qui dessert les logements et les lieux...) Hélène Brion. 75013 Paris.
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