Projet ANR-06-BLAN-0031 – TRANSRIB : Régulation Transcriptionnelle des Composants du Ribosome
Programme : Programme blanc (BLANC) 2006
Année de financement : 2006
Coordinateur du projet : COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE - CENTRE DE SACLAY (COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE - CENTRE DE SACLAY)
Partenaires : Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives
Montant : 280000.0 euros
Date de début : 2006
Durée : 36 mois
Résumé : Contexte scientifique. Objectifs du projet Une des questions clés en biologie est de savoir comment les cellules adaptent leur vitesse de croissance aux conditions environnementales. La croissance cellulaire étant directement corrélée au niveau de synthèse protéique, son contrôle implique celui de la biogenèse des ribosomes. Cette biogenèse s'ajuste aux besoins de la cellule via un réseau complexe de régulations dont une composante cruciale assure la synthèse coordonnée des composants des ribosomes. Chez les Eucaryotes, les trois formes nucléaires d'ARN polymérase (Pol I, Pol II et Pol III) participent à cette synthèse. Si de nombreuses observations suggéraient l'existence d'une communication entre les trois systèmes transcriptionnels nucléaires afin d'assurer une production stoechiométrique de l'ensemble de des composants du ribosome, la démonstration rigoureuse qu'une telle co-régulation existait, ainsi que la caractérisation des mécanismes moléculaires permettant sa mise en place, n'avaient pas encore été établies. Nous avons construit une souche de levure (CARA) dont la transcription Pol I est dérégulée dans certaines conditions de stress. Cet outil nous a permis de montrer que les niveaux cellulaires des ARNm codant les protéines ribosomales, et de l'ARNr 5S étaient subordonnés au contrôle de la synthèse de l'ARNr 35S par la Pol I. Ce résultat suggère que l'activité transcriptionnelle de la Pol I est un élément déterminant dans le contrôle du niveau de biosynthèse des ribosomes. Les points essentiels auxquels nous souhaitons répondre au cours de ce projet sont les suivants :   1) Comment la cellule mesure-t-elle le niveau d'activité de la Pol I, et comment cette information est-elle transmise à la Pol II pour réguler spécifiquement l'expression des gènes codant les protéines ribosomales ? 2) Le niveau de l'ARNr 5S est-il régulé au niveau transcriptionnel ou post-transcriptionnel? Quelle est la nature des mécanismes impliqués?  3) Les réseaux de communication mis en jeu par les trois systèmes transcriptionnels pour coordonner la production des composants du ribosome sont-ils conservés de la levure à l'homme ?  Méthodologie Les deux premiers points seront, dans un premier temps abordés chez la levure. Nous disposons de plusieurs souches mutantes dans lesquelles l'activité transcriptionnelle Pol I est dérégulée, et reste élevée dans certaines conditions de répression. Ces souches constituent un matériel de choix pour disséquer les mécanismes de communication entre les trois systèmes transcriptionnels nucléaires. Les expériences envisagées font appel à une combinaison d'approches génétique, biochimique, de biologie cellulaire et des méthodes globales d'analyse dont le laboratoire a la maîtrise. Parallèlement, nous souhaitons étendre ce projet aux eucaryotes supérieurs. Dans un premier temps, nous construirons une lignée stable de cellules humaines dans lesquelles la transcription Pol I sera constitutivement activée. La stratégie utilisée sera identique à celle qui a permis de générer la souche CARA, les protéines impliquées étant conservées. Cette approche nécessitera une combinaison de transfections transitoires, puis stables ainsi que l'inactivation de l'expression de plusieurs gènes par siRNA.  Résultats attendus La dissection des mécanismes permettant aux trois machineries nucléaires de transcription de réguler la production des composants du ribosome est un pré-requisite pour comprendre d'une part comment les cellules adaptent leur vitesse de croissance aux conditions environnementales, et d'autre part pour identifier les éléments clef de cette régulation. Cette étude sera essentiellement menée chez la levure S. cerevisiae, mais nous souhaitons étendre ce projet aux cellules humaines, pour déterminer si les mécanismes de régulation identifiés chez la levure sont conservés. Cette question est d'autant plus intéressante que plusieurs études ont démontré que les suppresseurs de tumeur majeurs (p53, pRb, p130), ainsi que ce.