Caractérisation fonctionnelle de signaux et de facteurs impliqués dans la biogénèse des snRNPs

Characterization of signals and factors involved in snRNPs biogenesis

• Auteur / Autrice : Cyrille Girard
• Direction : Rémy Bordonné
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie et biologie cellulaire
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Montpellier 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

ARN

Mots clés libres

Biogénèse des snRNA

Smn

Tgs1

Protéines Sm

Protubérance basique

Sma

Résumé

L’épissage est un mécanisme assuré par les snRNPs dont la biogénèse est un processus complexe. D’abord les snRNAs U1, U2, U4 et U5 sont transcrits dans le noyau par l’ARN polymérase II. Après que leur extrémité 5’ ait été mono-méthylée, ils sont ensuite exportés vers le cytoplasme où ils s’y associent avec les protéines SmB, D1, D2, D3, E, F et G. Cette association est requise pour permettre le recrutement de l’hyperméthylase Tgs1 responsable de la triméthylation de la coiffe 5’ m7G des snRNAs en méthyl-2,2,7-guanosine (m3G). Ceci génère un signal de localisation nucléaire bipartite, formée par le complexe des protéines Sm et la coiffe m3G, permettant l’importation nucléaire de la particule. D’autres étapes, comme la modification de résidus interne des snRNAs et l’addition de protéines spécifiques vient compléter l’assemblage de snRNPs fonctionnelles. Nous avons montré que les extensions C-terminale des protéines SmD1 et SmD3 de mammifères possèdent des propriétés de localisation nucléaires et formeraient avec l’extension C-ter de SmB une protubérance basique portant le NLS des protéines Sm. L’assemblage des protéines Sm sur les snRNAs est assuré par le complexe SMN. Un niveau réduit de protéine SMN fonctionnelle est corrélé à une pathologie autosomale récessive : l’amyotrophie spinale. Nous avons montré que la déplétion par RNAi de la protéine SMN induit une accumulation cytoplasmique de la protéine fusion GFP-SmB, ainsi qu’une dissociation des Cajal bodies. D’autre part Nous avons caractérisé deux isoformes de l’hyperméthylase Tgs1 responsable de la tri-méthylation de la coiffe des snRNAs: Une isoforme pleine longueur principalement cytoplasmique et une isoforme courte retrouvée dans le noyau, produite par clivage protéolytique ubiquitine/protéasome dépendant. Cette dernière interagit avec une protéine de cœur des snoRNPs, la fibrillarine, suggérant qu’elle ait un rôle dans leur maturation

Splicing is process involving snRNPs of which biogenesis is a complex pathway. In a first step, U1, U2, U4 and U5 snRNA are transcribed by the RNA pol II in the nucleus. Co-transcriptionnally, snRNAs are mono-methylated at their 5’ ends and then exported to cytoplasm where they are assembled with SmB, D1, D2, D3, E, F et G proteins. This assembly is required for the further tri-methylation of the 5’ cap in methyl-2,2,7-guanosine (m3G) by the Tgs1 hypermethylase. These events generate a bi-partite nuclear localization signal composed of the Sm core complex and the tri-methylated cap. This bi-partite NLS promotes the import back into the nucleus of the newly synthesized snRNP particle. Once in the nucleus the snRNP particle undergoes further maturation events like bases modifications, and specific proteins assembly. In our work, we showed that C-terminal tails of SmD1 and SmD3 proteins possess nuclear localisation properties. We proposed that the C-terminal tails of SmB, SmD1 and SmD3 could form a basic protuberance carrying the nuclear localisation determinant of the Sm core complex. Sm core protein assembly is controlled by the SMN complex. A reduced level of functional SMN has been shown to be responsible of an autosomal recessive disease called Spinal Muscular atrophy (SMA). In our work, by using siRNA approach we showed that SMN depletion induces GFP-SmB fusion protein accumulation in the cytoplasm and a Cajal bodies structure disassembly. In addition, we characterized two isoforms of the Tgs1 hypermethylase: a full length isoform found mainly in the cytoplasm and a short isoform localized in the nucleus, produced by proteolytic clivage in a ubiquitin/proteasome dependent manner. The short Tgs1 isoform interacts with the core snoRNPs protein fibrillarin, suggesting that it could be involved in their maturation