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Journée L’organisation du vivant : Actualités et perspectives

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Dégradation des ARNm : quand les RNases dansent avec la polynucléotide kinase
Sylvain Durand (univ. Paris VII)

23 février 2006

La dégradation des ARNm joue un rôle essentiel dans le contrôle de l’expression génétique des organismes. Elle est le résultat d’une action combinée d’endo- et d’exoribonucléases. Les coupures endoribonucléolytiques sont déterminantes dans la dégradation des ARNm. Elles sont responsables de la dégradation rapide des transcrits comme celui du proto-oncogène humain c-myc, ou de l’initiation du NMD (non-sense mediated decay) chez la drosophile. Chez les procaryotes, la dégradation des ARNm se fait principalement par une voie 5’-3’. Les endonucléases jouant un rôle déterminant dans cette dégradation en absence d’exonucléases de polarité 5’-3’. Cependant, bien que leur importance soit prouvée, peu d’endoribonucléases sont identifiées à ce jour.
Pour mieux comprendre les mécanismes de dégradation des ARNm dépendant de coupures endonucléolytiques, nous nous sommes intéressés à l’endoribonucléase RegB du bactériophage T4 dont l’action facilite la dégradation des ARNm viraux. Nos études sur cette enzyme nous ont permis de découvrir une protéine originale par sa structure et par sa spécificité de reconnaissance, indiquant qu’elle appartiendrait à une nouvelle classe de ribonucléases. De plus, nous avons montré que RegB engendre un mécanisme de dégradation de l’ARNm de 5’ en 3’, par coupure endonucléolytiques successives, validant ce modèle de dégradation des ARNm. L’étude approfondie de cette cascade de clivages nous a permis d’identifier deux nouveaux acteurs de cette dégradation 5’-3’ : la RNase G dont l’action dépend d’une coupure préalable par RegB et la polynucléotide kinase (PNK) qui, en phosphorylant l’extrémité 5’-OH générée par RegB, permet à la RNase G d’agir. Ainsi, nous avons montré pour la première fois in vivo la nécessité pour un transcrit d’être mono-phosphorylé en 5’ pour être attaqué par certaines endonucléases et finalement dégradé.
Cette découverte ouvre la voie à l’identification de nouvelles protéines modifiant les extrémités 5’ des ARN. Ces protéines permettraient de réguler finement les coupures par les ribonucléases, et par conséquent la demi-vie des ARNm.
Sylvain Durand, Graziella Ferrec, Soumaya Laalami, Marc Uzan
Equipe "Métabolisme des ARN messagers chez les procaryotes", INSTITUT JACQUES-MONOD

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