Une nouvelle interaction découverte dans la régulation du fonctionnement des cellules

Publié par Isabelle le 08/06/2021 à 13:00
Source: CNRS INSIS
De nombreuses machineries moléculaires, impliquant des protéines spécifiques, gèrent l'état cellulaire. Alors que leurs rôles pourraient sembler très compartimentés, des scientifiques du laboratoire IMoPA, de l'IPHC, du laboratoire Génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est...) des génomes et de l'IGH ont découvert un nouveau cas d'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein...) génétique et physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) entre des machineries aux fonctions distinctes. Publiés dans la revue Nature Communications, ces travaux multidisciplinaires montrent l'étendue des régulations contrôlant le fonctionnement cellulaire.


Modèle proposé pour le contrôle de l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) de la protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs...) impliquée dans l'architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.) de la chromatine (chaperonne d'histone Rtt106, en orange) par une protéine intervenant dans l'assemblage des snoRNP de type C/D (Bcd1, en vert).

La protéine Rtt106, associée à l'enzyme (Une enzyme est une molécule (protéine ou ARN dans le cas des ribozymes) permettant...) RNA Polymérase (Les polymérases (nom tiré de polymère) (EC 2.7.7.6/7/19/48/49) sont des enzymes qui...) II (RNA Pol II, en bleu) et en interaction directe avec une partie de la protéine histone H3 (H3K56ac, rouge), permet le dépôt sur l'ADN de nouvelles molécules d'histones acétylées dans le sillage de la RNA Pol II en cours de transcription.

Si la protéine Bcd1 est disponible, elle limite le recrutement de Rtt106 par l'ARN Pol II et donc diminue le remodelage de la chromatine à la suite du passage de la polymérase.

© Bragantini et al.

Alors que la recherche fondamentale (La recherche fondamentale regroupe les travaux de recherche scientifique n'ayant pas de finalité...) explore avec de plus en plus d'acuité la myriade d'interactions entre les gènes ou les protéines qui en sont issues, des liens inattendus émergent entre des mécanismes biologiques jusqu'alors étudiés séparément. Les snoRNP sont ainsi de petits complexes moléculaires d'ARN et de protéines qui participent à la formation des ribosomes, les machines cellulaires chargées de décoder l'ARN messager afin de synthétiser des protéines. De son côté, la chromatine est la structure qui compacte l'ADN au sein des cellules. Elle constitue en cela une grande partie des chromosomes et est formée de deux types de protéines: les histones et les non-histones. La structure de la chromatine joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les...) un rôle majeur dans l'expression des gènes: elle est régulée par de nombreux acteurs protéiques qui contrôlent l'accessibilité de l'ADN, et donc la possibilité pour la cellule d'exprimer ou non ses gènes.

Des chercheurs et chercheuses du laboratoire Ingénierie (L'ingénierie désigne l'ensemble des fonctions allant de la conception et des études à la...) moléculaire et physiopathologie articulaire (IMoPA, CNRS/Université de Lorraine), de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) pluridisciplinaire Hubert Curien (Hubert Curien (30 octobre 1924, Cornimont - 6 février 2005, Loury) est un cristallographe...) (IPHC, CNRS/Université de Strasbourg), du laboratoire Génétique des génomes (CNRS/Institut Pasteur) et de l'Institut de génétique humaine (IGH, CNRS/Université de Montpellier) ont découvert l'existence de liens génétiques, physiques et fonctionnels entre des protéines permettant l'assemblage des snoRNP, dont la protéine Bcd1, et des gènes codant une protéine (Rtt106) qui modèle la chromatine.

Afin de mener ces travaux, les scientifiques ont choisi comme modèle la levure (Une levure est un champignon unicellulaire apte à provoquer la fermentation des matières...) Saccharomyces cerevisiae. Comme ce modèle biologique présente des facilités de culture (La définition que donne l'UNESCO de la culture est la suivante [1] :) en laboratoire, le criblage génétique permettant d'identifier des gènes a pu être automatisé à haut débit (Le terme de haut débit (ou large bande par traduction littérale de l'expression anglosaxonne...). Après une partie de criblage in vivo, une phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) in vitro a aidé à décrire à l'échelon atomique les éléments clés de l'interaction entre les protéines Bcd1 et Rtt106. Fort de ses résultats, de nouvelles hypothèses ont ensuite été testées in vivo, révélant l'existence d'un mécanisme de compétition.

L'équipe a ainsi proposé un modèle où l'activité d'une des protéines impliquées dans le remodelage de la chromatine est contrôlée par une protéine chargée de l'assemblage de certaines snoRNP. De tels liens, entre des processus biologiques aussi distincts, sont rarement mis en évidence. Ces travaux renforcent ainsi l'émergence de tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) un pan de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...), qui pourrait aboutir à la découverte de mécanismes de régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se...) génétique encore inconnus.

Références:
The box C/D snoRNP assembly factor Bcd1 interacts with the histone chaperone Rtt106 and controls its transcription dependent activity.
B. Bragantini, C. Charron, M. Bourguet, A. Paul, D. Tiotiu, B., Rothé, H. Marty, G. Terral, S. Hessmann, L. Decourty, ME. Chagot, JM. Strub, S. Massenet, E. Bertrand, M. Quinternet, C. Saveanu, S. Cianférani, S. Labialle, X. Manival, B. Charpentier (Le charpentier est un professionnel du bâtiment qui réalise et pose des assemblages participant...).
Nature Communications 2021 March 25.
https://doi.org/10.1038/s41467-021-22077-4

Contacts:
- Bruno Charpentier - Professeur de l'Université de Lorraine (L’université de Lorraine est un regroupement d’établissements...), Ingénierie Moléculaire et Physiopathologie Articulaire (IMoPA, CNRS/Université de Lorraine) - bruno.charpentier at univ-lorraine.fr
- Stéphane Labialle - Maître de conférence de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) de Lorraine, Ingénierie Moléculaire et Physiopathologie Articulaire (IMoPA, CNRS/Université de Lorraine) - stephane.labialle at univ-lorraine.fr
- Xavier Manival - Directeur de recherche CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...), Ingénierie Moléculaire et Physiopathologie Articulaire (IMoPA, CNRS/Université de Lorraine)
xavier.manival at univ-lorraine.fr
- Communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle,...) INSIS - insis.communication at cnrs.fr
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