Etude du mécanisme d'activation de la traduction des ARN messagers par l'Exon Junction Complex : interaction de la protéine MLN51 avec le facteur d'initiation EIF3

Mechanism of MRNA translation activation by the Exon Junction Complex : MLN51 interacts with the translation initiation factor EIF3

• Auteur / Autrice : Pierre-Etienne Chazal
• Direction : Hervé Le Hir
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie et Biologie Moléculaire de la Cellule
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traduction génétique

Exons

ARN messagers

Résumé

Les protéines de liaison à l’ARN contrôlent l’expression des transcrits et assurent la communication entre les différentes étapes de leur maturation et de leur expression. Déposé lors de l’épissage en amont des jonctions exoniques chez les métazoaires, l’Exon Junction Complex (EJC) illustre parfaitement l’importance de ces protéines. L’EJC est formé d’un cœur tétramérique, constitué des facteurs eIF4A3, MLN51 et du dimère Magoh-Y14, auquel s’associent divers facteurs périphériques au cours du voyage des ARNm. Ainsi, il influence aussi bien l’épissage et la localisation de cibles spécifiques que le contrôle qualité et la traduction des transcrits. Nos travaux ont cherché à élucider le mécanisme moléculaire qui lie l’EJC à la machinerie de traduction. La surexpression et l’extinction par ARN interférents de chaque composant du cœur de l’EJC a montré que seule MLN51 influence le rendement de traduction. La protéine active principalement la traduction des ARNm épissés via l’EJC, mais stimule aussi l’expression des transcrits non épissés. Enfin, des analyses par immuno-précipitations et par interactions in vitro entre facteurs purifiés ont révélé une liaison spécifique entre MLN51 et le complexe d’initiation eIF3, compatible avec la formation de l’EJC. Le rôle central du facteur eIF3 durant la traduction indique que MLN51 pourrait accélérer à plusieurs étapes la formation des complexes d’initiation, notamment en interagissant avec la sous-unité ribosomale 60S. Les travaux décrits ici renforcent l’importance des protéines de liaison à l’ARN comme garants de l’intégrité et de l’efficacité de l’expression des gènes

RNA-binding proteins (RBPs) are key regulators of messenger ribonucleoparticles (mRNPs) that ensure the communication between different steps of their maturation and their expression. The multiprotein Exon Junction Complex (EJC), deposited by the splicing machinery, is an important constituent of mRNPs. EJC cores are formed by four core proteins, eIF4A3, MLN51 and the dimer Magoh-Y14, that allow the binding of peripheral factors as mRNA travels in the cell. Thus, the EJC participates to numerous steps of mRNA lifecycle from splicing and localization of specific targets to surveillance via nonsense-mediated mRNA decay pathway (NMD). By an unknown mechanism, the EJC also stimulates translation efficiency of newly synthesized mRNAs. In our study, we tried to decipher the molecular link between EJC and the translation machinery. Through overexpression and siRNA knock-down of EJC core components, we showed that the RNA-binding protein MLN51 is a dual translation enhancer. MLN51 preferentially increases the translation of intron-containing mRNAs, via its integration into EJCs, but also enhances the translation of unspliced transcripts both in vivo and in vitro. Finally, immunoprecipitations and in vitro binding assays revealed that MLN51, alone or as part of the EJC, directly interacts with the pivotal initiation factor eIF3. Through this interaction, MLN51 could stimulate the formation of initiation complexes or bridge both ribosomal subunits to favor translation initiation. Altogether, our data define MLN51 as a translation activator that tightens the impact of RBPs in the coupling between nuclear and cytoplasmic events