Régulation de l'expression génique par formation de complexes boucle-boucles ARN : application de la technique de SELEX génomique aux interactions ARN/ ARN

Loop-loop complexes formation and regulation of gene expression : adaptation of the genomic SELEX technology to RNA/ RNA interactions

• Auteur / Autrice : Marguerite Watrin
• Direction : Jean-Jacques Toulmé
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et médicales. Biologie - Santé
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Bordeaux 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dynamique moléculaire

Reproduction (biologie) -- Régulation

ARN viral

Régulation génétique

Résumé

L'acide ribonucléique (ARN) ne joue pas seulement le rôle de transfert de l'information génétique, d'intermédiaire entre le gène et sa protéine. ARNt et ARNr participent à la synthèse des protéines au même titre que les ARNm, miARN, ARNqno et autres ARNmc sont impliqués dans la régulation de phénomènes biologiques tels que la réplication de plasmide, la transcription, la traduction, l'épissage. . . Les ARN ont notamment la possibilité de former des structures en tige-boucles, d'interagir via les boucles avec un acide nucléique partenaire, et de former des complexes boucle-boucles nommés kissing complexes. Chez E. Coli, la formation du kissing complexe RNAI-RNAII est à l'origine de la régulation de la réplication du plasmide ColE1. Un aptamère structuré en tige-boucle (R-06) a été sélectionné in vitro contre l'élément TAR situé dans la région 5' non codante de l'ARN du virus de l'immunodéficience humaine VIH-1. La formation du kissing complexe artificiel R-06/TAR est à l'origine de l'inhibition de la transactivation du génome viral. Nos travaux ont permis d'identifier dans le génome humain des ligands ARN structurés en tige-boucles et capables de former des kissing complexes naturels ou artificiels avec TAR ou bien avec une tige-boucle ARN cible contenant le motif RNGG, RYRY, ou YUNR. La formation de tels complexes pourrait traduire l'existence de régulations naturelles, ou bien permettre une régulation artificielle de gènes humains. Dans le cadre de cette thèse, la technique du SELEX génomique (Systematic Evolution of Ligands by Exponential enrichment) a pour la 1ère fois été adaptée aux interactions ARN/ARN et à la présence de banques d'ARN cibles.

RNA does not only play a role in the genetic information transfer between a gene and his protein. As mRNA, tRNA and rRNA are involved in protein synthesis. MiRNA, snRNA, snoRNA and other ncRNA are involved in the regulation of numerous biological processes such as plasmid replication, conjugation, transcription, translation, splicing and posttranscriptional modifications. RNA are able to form stem-loop structures, to interact via their loops with nucleic partners and to form loop-loop complexes so called kissing complexes. RNAI/RNAII kissing complexes enables the regulation of ColE1 plasmid replication in E. Coli. An RNA hairpin (aptamer R-0624) has been selected against the TAR element located at the end of the 5' UTR of the human immunodeficiency virus HIV-1 RNA. The artificial R-0624/TAR kissing complex inhibits the transactivation of the viral transcription. We identified RNA hairpins derived from the human genome which are able to generate kissing complexes with TAR or RNA hairpins targets containing RNGG, RYRY or YUNR loop sequences. Those kissing complexes could be responsible for natural or artificial regulations of human genes. In this work, genomic SELEX (Systematic Evolution of Liganfs by Exponential enrichment) has been carried for the 1rst time for fishing RNA/RNA interactions and directed against target RNA libraries.