Etude fonctionnelle du snoARN à boîte H/ACA snR30, essentielle à la viabilité chez la levure saccharomyces cerevisiae

Fonctional study of the essential small nucleolar RNA snR30 in the yeast Saccharomyces cerevisiae

• Auteur / Autrice : Vera Atzorn
• Direction : Tamás Kiss
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie moléculaire
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Saccharomyces cerevisiae

Résumé

Tandis que la plupart des snoARN à boîte H/ACA guide la pseudouridylation des ARNr, seul deux d'entre eux, snR10 et snR30, fonctionnent dans les clivages du pré-ARNr chez S. Cerevisiae. Cependant, le mécanisme moléculaire de cette fonction restait à déterminer jusqu'à récemment. Nous présentons ici l'étude du seul snoARN à boîte H/ACA essentiel, snR30, chez S. Cerevisiae. Nous démontrons que les snoARN U17 récemment caractérisés chez l'homme, le reptile, l'amphibien et le poisson sont des homologues fonctionels de snR30 de la levure. Par l'identification de U17/snR30 dans Schizosaccharomyces pombe et le protozoaire Tetrahymena thermophila, nous confirmons cette conservation au cours de l'évolution. La comparaison de séquences des différents ARN U17/snR30 a révélé la présence de deux motifs de séquence fortement conservés entre les différentes espèces, les motifs m1 (AUAUUCCUA) et m2 (AAACCAU). Nous prouvons que ces motifs sont essentiels pour les clivages précoces du pre-ARNr 35S, et en conséquence pour la production de l'ARNr 18S. Ils occupent la partie proximale d'une boucle interne de l'ARN et sont localisés sans exception à 7 nucléotides en amont de la boîte ACA de U17/snR3O (Atzorn et al. , 2004). De plus, nous montrons que ces motifs interagissent avec des éléments de séquence de l'ARNr 18S et que ces interactions directes sont essentielles à l'accumulation de l'ARNr 18S et donc à la viabilité cellulaire. L'interaction U17/snR30 avec l'ARNr 18S est de type nouveau. Elle stabilise très probablement une courte tige-boucle dans l'ARNr 18S, suggérant que U17/snR30 fonctionne comme chaperon moléculaire. . . .

While most Box H/ACA snoRNAs direct pseudouridylation of rRNAs, only two, snR10 and snR30, have been demonstrated to function in the nucleolytic processing of rRNAs in the yeast S. Cerevisiae. However, the molecular mechanism of snR10 and snR30 function in pre-rRNA processing, thus far, remained unclear. We present here the functional study of the only essential Box H/ACA snoRNA snR30 in S. Cerevisiae. We show that the formerly characterized human, reptilian, amphibian, and fish U17 snoRNAs represent the vertebrate homologues of yeast snR30. We confirm the evolutionary conservation of U17/snR30 with the identification of U17/snR30 in the fission yeast Schizosaccharomyces pombe and the unicellular ciliated protozoan Tetrahymena thermophila. Sequence comparison of different U17/snR30 RNAs revealed that the 3'-terminal hairpins of U17/snR30 snoRNAs contain two highly conserved sequence motifs, the m1 (AUAUUCCUA) and m2 (AAACCAU) elements. We prove that the m1 and m2 motifs are essential for early cleavages of the 35S pre-rRNA and, consequently, for the production of mature 18S rRNA. They occupy the opposite strands of an internal loop structure, and are located invariantly 7 nucleotides upstream from the ACA box of U17/snR30 snoRNAs (Atzorn et al. , 2004). Furthermore, we demonstrate that these motifs form direct base-pairings with short regions of 18S rRNA and that these interactions are essential for 18S rRNA accumulation and hence, cell viability. U17/snR30 forms a novel type of interaction with 18S rRNA. Binding of U17/snR30 can stabilize a short stem-loop structure in the human and yeast 18S rRNAs, suggesting that U17/snR30 functions as an RNA chaperone (Atzorn et al. , in preparation). . .