Caractérisation fonctionnelle des ARN nucléolaires U8 et U13 et des microARN du cluster miR-379/410

Functional characterization of nucleolar RNAs U13 and U8 and cluster of microRNA miR-379/410

• Auteur / Autrice : Magali Hoareau-Osman
• Direction : Jérôme Cavaillé
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie moléculaire
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Souris de laboratoire

Empreintes génomiques

Clusters (chimie)

ARN

Mots clés libres

SnoARN

ARNr

Chaperon

MicroARN

Souris knockout

Résumé

Ces dernières années, le monde du non-codant a connu une formidable expansion grâce à la découverte de nouveaux petits ARNnc régulateurs chez les mammifères. Certains d'entre eux présentent des caractéristiques encore jamais observées puisqu'ils peuvent être tissu-spécifiques, répétés en tandem ou soumis à l'empreinte génomique parentale. Cependant, la fonction de beaucoup d'entre eux reste à ce jour inconnue. Nos travaux ont porté, par des approches de perte de fonction, sur la caractérisation fonctionnelle d'ARN appartenant à deux grandes familles de petits ARNnc : les ARN nucléolaires à boîtes C/D (snoARN C/D) et les microARN. Les snoARN C/D sont connus pour participer à la biogenèse des ARN ribosomiques (ARNr) et du petit ARN du spliceosome U6 (snARN U6). Afin d'étudier la fonction de deux snoRNP humaines, U8 et U13, nous avons développé une nouvelle technique d'inactivation de ces ARN C/D dans des cellules en culture, basées sur l'utilisation d'oligonucléotides antisens modifiés appelés LNA (Locked Nucleic Acids). Nous avons ainsi pu démontrer, pour la première fois, l'importance de snoRNP humaines pour la croissance cellulaire ainsi que leur rôle éventuel de chaperon dans des conditions de stress cellulaire. De plus, nous avons montré pour U8 une implication dans la biogenèse des ARN ribosomiques. Ces travaux constituent donc une première étape dans l'étude systématique des nombreux snoARN de mammifères dont la fonction est encore inconnue. Les microARN sont des régulateurs de l'expression des gènes à un niveau post-transcriptionnel. Nos travaux portent sur le cluster de microARN murin miR-379/410, codant pour 54 microARN et représentant près de 10% des microARN murins identifiés à ce jour. Il est situé au locus Dlk1-Dio3, une région ayant la particularité d'être soumise à l'empreinte génomique parentale, un mécanisme épigénétique qui conduit à une expression monoallélique des gènes, et ce de manière strictement dépendante de l'origine parentale du chromosome qui porte les allèles. Afin d'étudier la fonction des microARN du cluster miR-379/410, nous avons généré une lignée de souris knockout pour ce cluster. Nos premiers résultats montrent que ces microARN sont importants pour la viabilité post-natale des souris ainsi que pour leur croissance. Ces travaux constituent une avancée importante dans la compréhension du rôle des miARN chez les mammifères.

In the past few years, non-coding world has greatly expanded thanks to the discovery of new small regulatory ncRNAs in mammals. Some of them have particular features, as they may be tissue-specific, repeated in tandem or subjected to genomic imprinting. However, the function of many of them remains unknown. Our work has focused, using loss of function approaches, on the functional characterization of RNAs from two large families of small ncRNAs: C/D box small nucleolar RNAs (snoRNAs) and microRNAs. C/D snoRNAs are known to participate in the biogenesis of ribosomal RNAs (rRNAs) and small spliceosome U6 RNA (U6 snRNA). To investigate the function of two human snoRNPs, U8 and U13, we developed a new inactivation technique of C/D RNAs in cultured cells, using modified antisense oligonucleotides called LNA (Locked Nucleic Acids). We were able to demonstrate, for the first time, the importance of human snoRNPs for the cell growth and their possible role as a chaperone under conditions of cellular stress. Furthermore, we showed the involvement of U8 in the biogenesis of ribosomal RNAs. Thus, this work is a first step in the systematic study of many mammalian snoRNAs whose function is still unknown. MicroRNAs are regulators of gene expression at a posttranscriptional level. Our work focused on the cluster of murine microRNAs miR-379/410, encoding 54 miRNAs that represent nearly 10% of murine miRNAs identified to date. It is located in the DLK1-DIO3 locus, a region subjected to genomic imprinting, an epigenetic mechanism that leads to monoallelic expression of genes dependent on the parental origin of chromosome that carries the alleles. To study the function of microRNAs cluster miR-379/410, we generated a knockout mouse line for that cluster. Our first results show that these miRNAs are important for mice postnatal viability as well as for their growth. This work represents an important advance in understanding miRNAs roles in mammals.