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Benrabah, Emilie. Mécanismes moléculaires de la régulation du facteur de transcription Shavenbaby par les peptides Pri, chez la drosophile

Benrabah, Emilie (2014). Mécanismes moléculaires de la régulation du facteur de transcription Shavenbaby par les peptides Pri, chez la drosophile.

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Résumé en francais

Le grand projet des séquençages des génomes a marqué à la fin des 1990 l'entrée dans l'ère post-génomique. Les premiers travaux d'annotation ont révélé que la proportion codante des génomes est infime (seul 2-3% du génome est transcrit en ARN messagers, ARNm). Par ailleurs, les progrès en transcriptomique ont quant à eux démontré que la grande majorité du génome est transcrite, soulignant ainsi la grande part d'informations qu'il reste à découvrir. Une des découvertes issues des analyses transcriptomiques est qu'il existe un grand nombre de longs ARN non-codants (lncRNAs). Ils ont été classés ainsi sur la base du seuil historique de 100 codons en deçà duquel on considérait que le cadre ouvert de lecture présent n'avait que peu de chance d'être biologiquement significatif. Pourtant, des études ont montré que ces lncRNAs, à l'instar des ARNm, peuvent être coiffés, épissés et polyadénylés, trois étapes corrélées avec la traduction de l'ARN en protéine. De plus, ils présentent des patrons d'expression hautement régulés au cours du développement d'invertébrés (drosophile) ou de mammifères (souris). Ceci suggérant que ces lncRNAs puissent être impliqués dans l'embryogenèse, des mutations ont été générées et pour certains le résultat est sans appel : un développement incorrect suivi de la mort. C'est le cas du lncRNA polished-rice (pri) identifié chez les insectes, et plus particulièrement chez la drosophile, l'organisme sur lequel nous travaillons. Lorsqu'il est muté, pri est embryonnaire létal. Ceci est accompagné d'un phénotype notoire : la cuticule des embryons est lisse, elle ne présente pas de structure en forme de poil : les trichomes. Les travaux sur pri ont montré que sa fonction dépend de l'expression de 4 peptides Pri (11- 32aa), démontrant l'inadéquation du seuil de 100 résidus. Nous étudions la différenciation terminale des cellules épidermiques embryonnaires (formant les trichomes) comme paradigme de la morphogenèse cellulaire. Nos études avaient attribué ce remodelage à un facteur de transcription : Shavenbaby (Svb), nécessaire et suffisant à la formation des trichomes. En effet, dans les cellules où il est exprimé, Svb induit l'expression d'une centaine de gènes-cibles impliqués dans la formation d'une extension au pôle apical. L'expression de Svb n'est pas altérée dans un mutant pri, et réciproquement, plaçant Svb et les peptides Pri au même niveau dans le programme de différenciation du trichome. Grâce à diverses approches (crible RNAi en culture cellulaire, découpage moléculaire de Svb suivi d'analyses biochimiques ou encore génétique chez la drosophile adulte), nous avons pu décrypter ce mécanisme nouveau où des peptides exprimés à partir de petits cadres ouverts de lecture (sPEP) contrôlent un programme génétique. En effet, nos travaux montrent que les peptides Pri sont requis dans la formation d'un complexe entre Svb et Ubr3 (une E3 ubiquitine-ligase). Ainsi, Svb est polyubiquitinylé et dirigé vers le protéasome, la machinerie de dégradation des protéines. Là, contrairement à la majorité des cas, Svb va subir une dégradation partielle. Nous montrons que ceci est dû à la structure même de Svb, dont certains domaines pourraient agir comme des blocs, empêchant sa dégradation totale. La région de Svb éliminée contient un domaine de répression, la forme courte de Svb relarguée un domaine d'activation. Cette dégradation partielle a donc pour conséquence un changement d'activité transcriptionnelle de Svb, de répresseur à activateur d'un programme génétique. Cette étude est, avec de rares autres, pionnière, en ce sens où elle décrit le mécanisme d'action de sPEP dans des processus de morphogenèse, et que de nombreux travaux démontrent que cette catégorie de molécules relativement nouvelle pourrait représenter un réservoir encore inexploré de fonctions biologiques.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Payre, François
Plaza, Serge
Ecole doctorale:Biologie, santé, biotechnologies (BSB)
laboratoire/Unité de recherche :Centre de Biologie du Développement (CBD), UMR 5547
Mots-clés libres :Peptide - Facteur de transcription - Shavenbaby - Drosophile - Pri
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :14 Apr 2021 13:43