Surveillance des ARN dans le troisième domaine du vivant
Publié par Isabelle le 11/02/2020 à 15:40
Source: CNRS INSB

© Béatrice Clouet-d'Orval
Les archées, constituant l'un des trois domaines du vivant, sont désormais considérées comme des modèles incontournables pour étudier les mécanismes moléculaires de la cellule et pour comprendre l'histoire évolutive. Ces résultats, publiés dans la revue Nucleic Acid Research, ouvrent de nouvelles perspectives sur les acteurs moléculaires en charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un bénéfice non pécuniaire pour être transporté.) de la surveillance des ARN dans la cellule et donc de la régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se rattache au plan scientifique à l'automatique.) de l'expression des gènes.

Il y a plus de 40 ans que les archées (ou Archaea) ont été proposées comme un nouveau domaine du vivant au côté des bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart...) et des eucaryotes. Au fil des ans, notre vision des micro-organismes archéens a évolué, passant d'extrémophiles microbiens exotiques à des organismes d'importance universelle utilisés pour élucider des questions biologiques fondamentales. Il est désormais acquis que ces organismes constituent de fait un groupe à part entière, unique par de nombreux aspects cellulaires et moléculaires, et seraient, dans l'arbre (Un arbre est une plante terrestre capable de se développer par elle-même en hauteur, en général au delà de sept mètres. Les arbres...) du vivant, une branche à l'origine du groupe des Eucaryotes.

Les archées sont omniprésentes dans tous les sites terrestres (> 20 % de la biomasse ( En écologie, la biomasse est la quantité totale de matière (masse) de toutes les espèces vivantes présentes dans un milieu naturel donné. Dans le domaine de l'énergie, le terme de biomasse regroupe...) microbienne marine) et sont notamment présentes dans le microbiote (Le microbiote est une nouvelle dénomination de la microflore.) humain. Pour comprendre leur impact sur l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend...) et la santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.) humaine, il est donc impératif de décoder leurs particularités à un niveau moléculaire. Les machineries moléculaires décryptées chez les archées fourniront des paradigmes clés pour comprendre les processus biologiques fondamentaux conservés dans le vivant. En particulier, les bases moléculaires de la régulation de l'expression des gènes, par des mécanismes post-transcriptionnels, sont encore mal connues. Un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets »,...) d'hélicases à ARN, d'endoribonucléases et d'exoribonucléases régule (Les régules sont des alliages d'étain ou de plomb et d'antimoine.) la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une...) et la qualité des ARN de toute cellule. Jusqu'à présent, les études mécanistiques se sont concentrées sur les systèmes bactériens et eucaryotes en raison du défi que représente l'identification des principaux acteurs de la maturation et la dégradation de l'ARN chez les Archées, car peu d'outils génétiques sont disponibles.

Les chercheurs ont choisi comme modèle d'étude des archées hyperthermophiles (Thermococales) et utilisé des approches génétiques, protéomiques et phylogénomiques. Les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) assemblées constituent un jalon dans le domaine du métabolisme (Le métabolisme est l'ensemble des transformations moléculaires et énergétiques qui se déroulent de manière ininterrompue dans la cellule ou l'organisme vivant. C'est un...) de l'ARN chez les archées. Conjointement aux précédents résultats montrant que les ribonucléases (RNases) de la famille des β-CASP, omniprésentes chez les archées, sont des acteurs clés du métabolisme de l'ARN, les données collectées soutiennent un modèle selon lequel la ribonucléase aRNase J (dont on ne retrouve l'homologue que chez les bactéries), l'hélicase à ARN de type Ski2 et l'exosome à ARN (dont les homologues sont eucaryotes) sont en interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact de sujets.) dans la plupart des cellules d'archées étudiées. Les données confirment que la ribonucléase aRNase J exerce potentiellement un contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) sur la surveillance des ARN, à proximité du ribosome. Ces résultats suggèrent, pour la première fois, le rôle fondamental d'un complexe ribonucléase β-CASP / helicase à ARN dans le métabolisme de l'ARN chez les archées et soulignent l'aspect mosaïque des machines moléculaires où sont retrouvés associés à la fois des homologues bactériens et eucaryotes. Ces travaux ouvrent des perspectives sur l'évolution des acteurs clés au coeur de la régulation post-transcriptionnelle des gènes.


© Béatrice Clouet-d'OrvalFigure: Représentation schématique de l'arbre du vivant avec les bactéries, les archées et les eucaryotes. Les machines moléculaires (en vert) et enzymes (exo-ribonucléases en bleu/ hélicases à ARN en orange), en charge de la dégradation des ARN, retrouvés en commun dans les trois branches du vivant sont représentés. Ces enzymes et machines sont les acteurs clés des voies métaboliques gérant la quantité et la qualité des ARN et sont donc fondamentaux dans la régulation de l'expression des gènes dans la cellule.

En savoir plus
RNA processing machineries in Archaea: the 5'-3' exoribonuclease aRNase J of the β-CASP family is engaged specifically with the helicase ASH-Ski2 and the 3'-5' exoribonucleolytic RNA exosome machinery.
Phung DK, Etienne C, Batista M, Langendijk-Genevaux P, Moalic Y, Laurent S, Liuu S, Morales V, Jebbar M, Fichant G, Bouvier M, Flament D, Clouet-d'Orval B.
Nucleic Acids Res. 2020 Feb 7. pii: gkaa052. doi: 10.1093/nar/gkaa052. [Epub ahead of print]

Laboratoire
Laboratoire de microbiologie (La microbiologie est la science qui étudie les micro-organismes (ou microorganismes).) et génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les...) moléculaire (LMGM) - (CNRS / Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au moment où les...) Toulouse Paul Sabatier)
Bât. IBCG, 118, route (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie brisée », c'est-à-dire creusée dans la roche, pour ouvrir le chemin.) de Narbonne.
31062 TOULOUSE cedex 9, France.

Contact:
Béatrice Clouet-d'Orval - Chercheuse CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) au Laboratoire de microbiologie et génétique moléculaire (LMGM)
Beatrice.Clouet-dOrval at ibcg.biotoul.fr
Page générée en 0.858 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique