Composition et dynamique des complexes protéiques impliqués dans le ''nonsense-mediated mRNA decay'' chez la levure Saccharomyces cerevisiae

Composition and dynamic of Nonsense-mediated mRNA decay complexes in yeast

• Auteur / Autrice : Marine Dehecq
• Direction : Cosmin Saveanu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie et biologie moléculaire
• Date : Soutenance le 21/09/2018
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant (Paris ; 2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Pasteur (Paris). Unité Génétique des Interactions Macromoléculaires
• Jury : Président / Présidente : Stéphane Le Crom
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Anne Ephrussi
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Bertrand Séraphin, Isabelle Behm-Ansmant

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectrométrie de masse

Protéines

Détérioration

ARN messagers

Mots clés libres

NMD

Dégradation des ARNs

Spectrométrie de masse quantitative

UPF1

Levure

NMD

RNA decay

Quantitative mass spectrometry

UPF1

Levure

Résumé

Le Nonsense-Mediated mRNA Decay (NMD) détecte et dégrade les ARNs qui ont une terminaison de la traduction précoce. Il affecte une grande diversité d’ARNs cytoplasmiques, c’est la voie majeure de dégradation des ARNs aberrants.Les ARNs ciblés par le NMD chez la levure ont une phase ouverte de lecture courte et un long 3’-UTR. Comment ces caractéristiques permettent une dégradation efficace par le NMD et quelles sont les étapes du mécanisme reste peu clair. À partir de 112 purifications d’affinités suivies d’une analyse en spectrométrie de masse quantitative, nous avons identifié deux complexes distincts impliqués dans le NMD. Ces deux complexes, mutuellement exclusifs, s’articulent autour d’UPF1, la protéine majeure du NMD. Le premier complexe, nommé Détecteur, aurait un rôle dans la reconnaissance des cibles alors que le deuxième complexe, nommé Effecteur, initierait la dégradation des ARNs par une interaction directe avec la machinerie de décapping.Les facteurs impliqués dans ce modèle sont tous conservés à travers les eucaryotes et les étapes décrites sont transposables d’après la littérature. Cela semble indiquer un nouveau paradigme pour le mécanisme du NMD qui s’articulerait autour d’une base universelle commune à laquelle pourrait s’ajouter des étapes spécifiques des organismes ou des types d’ARNs.

Nonsense-Mediated mRNA Decay (NMD) detects and degrades RNA for which translation ends prematurely. It affects a large diversity of cytoplasmics RNAs; it is the major decay pathway for aberrants RNAs.In yeast, NMD targeted RNAs have a short open reading frame and a long 3’-UTR. How these two features lead to an efficient degradation through NMD and what are the steps of this mechanism is still unclear.From 112 affinity purifications of NMD factors followed by an analysis using quantitative mass spectrometry, we identified two distinct complexes. Those complexes were mutually exclusive and both contained Upf1, the major NMD protein. A first complex, named Detector, might have a role in the NMD substrates recognition whereas the second one, named Effector, would initiate the degradation through a direct interaction with the decapping machinery.The factors involved in our new model are all conserved throughout eukaryotes and the steps we describe have potential equivalents in other species. Our data suggest a new paradigm for the NMD mechanism that would be organised around a shared universal base to which specific steps could be added in certain organisms or for certain types of RNA substrates.