Une signature d'ARN lie le stress oxydatif à la sénescence cellulaire

An RNA Signature Links Oxidative Stress To Cellular Senescence

• Auteur / Autrice : Nowsheen Mullani
• Direction : Christian Muchardt
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie moléculaire
• Date : Soutenance le 27/09/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant (Paris ; 2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Pasteur (Paris). Régulation épigénétique (2006-2019)
• Jury : Président / Présidente : Bertrand Friguet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Paul Concordet, Julien Cherfils-Vicini
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Cyril Bourgeois, Reini Luco

Mots clés

Mots clés contrôlés

ARN

Stress oxydatif

Vieillissement

Cellules

Mots clés libres

Sénescence cellulaire

Exosome

Complexe intégrateur-NELF

Stress mitochondrial

Stress oxydant

SINE

ARNa

ARNs

Signature de l'ARN des SASPs

Cellular Senescence

Exosome

Integrator-NELF complex

Mitochondrial stress

Oxidative stress

SINEs

UaRNAs

ERNAs

SASPs RNA signature

Résumé

Le stress oxydatif est l’une des voies menant à la sénescence cellulaire. Bien que les dommages causés par les espèces réactives de l'oxygène aux protéines et à l'ADN soient bien décrits, notre compréhension de la manière dont la transcription peut participer à l'apparition de la sénescence est encore limitée. Au niveau de la transcription, le stress oxydatif entraîne l’accumulation d’ARN promoteurs (ARNAu) et d’ARN amplificateur (ARNs), conséquence de la libération défectueuse du RNAPII de la chromatine, un phénomène connu sous le nom de RNAPII crawling. Nous avons observé que l'exploration de RNAPII était également détectée en aval d'une petite série de gènes connus pour être régulés par HP1Υ au niveau de leur terminaison. L'exploration de ce phénomène a donné un résultat inattendu, en ce sens qu'il a révélé un effet inhibiteur du peroxyde d'hydrogène sur le complexe exosome d'ARN impliqué dans la dégradation des ARN polyadénylés. Le RNAPII rampant a pour résultat la transcription de séquences d’ALU situées au voisinage des promoteurs et amplificateurs et en aval de gènes sans intron et de petites séries de gènes contenant un intron. Comme les séquences ALU contiennent des séquences A codées par le génome, elles doivent normalement être dégradées par l’exosome de l’ARN. Cependant, comme le stress oxydatif inhibe également cette activité d'ARNase, les ARNm contenant des séquences d'ALU transcrites par hasard se stabilisent et sont détectés dans le cytoplasme et même dans les fractions de polysomes. Ce phénomène peut participer à l'apparition de la réponse à l'interféron associée au stress oxydatif.

Oxidative Stress is one of the routes leading to cellular senescence. While the damages that reactive oxygen species inflict on proteins and DNA are well described, our insight on how transcription may participate in the onset of senescence is still limited. At a transcriptional level, oxidative stress results in accumulation of promoter RNAs (uaRNAs) and enhancer RNAs (eRNAs) as a consequence of defective release of the RNAPII from the chromatin a phenomenon known as RNAPII crawling. We observed that RNAPII crawling was also detected downstream of a small series of genes known to be regulated by HP1Υ at the level of their termination. Exploring this phenomenon yielded an unexpected result in the sense that it revealed an inhibiting effect of hydrogen peroxide on the RNA exosome complex involved in degradation of polyadenylated RNAs. The crawling RNAPII results in the transcription of ALU sequences located in the neighborhood of promoters and enhancers and downstream of intron-less genes and of small series of intron-containing genes. As ALU sequences contain genome encoded A tracts, they should normally be degraded by the RNA exosome. Yet, as oxidative stress also inhibits this RNAse activity, mRNAs containing serendipitously transcribed ALU sequences get stabilized and are detected in the cytoplasm and even polysome fractions. This phenomenon may participate in the onset of the interferon response associated with oxidative stress.