Projet ANR-06-JCJC-0034 – NMR pre-miRNA : RNA Shape Recognition And Structure In MicroRNA Processing
Programme : Programme "Jeunes chercheuses et jeunes chercheurs" (JCJC) 2006
Année de financement : 2006
Coordinateur du projet : CNRS DELEGATION REGIONALE ALPES (CNRS DELEGATION REGIONALE ALPES)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique
Montant : 50000.0 euros
Date de début : 2006
Durée : 48 mois
Résumé : Ces cinq dernières années, il a été établi que les microRNAs sont à la base d'un mécanisme bien rependu de régulation de l'expression des gènes dans de nombreux organismes. Les microRNAs sont de petits ARNs de 20 à 23 nucléotides qui guident le clivage ou l'arrêt de la traduction de leur cible : ARNm partiellement complémentaire. Environ un tiers du génome est contrôlé par les microRNAs. Ceux-ci jouent un rôle fondamental dans la régulation de l'expression des gènes, la morphogenèse, le contrôle du cycle cellulaire, l'initiation et la progression de cancer. La caractéristique principale des microRNAs, les distinguant des autres petits ARNs non codants, est leur biogenèse unique. Les microRNAs sont transcrits comme des précurseurs (pre-miRNAs) beaucoup plus longs en forme d'épingle à cheveux. Les pre-miRNAs sont reconnus et clivés par des enzymes du type RNAse III (Dicer, Drosha chez les animaux, et Dicer Like 1 chez les plantes). Ces ribonucléases sont associées à des protéines comportant des domaines de liaison à l'ARN double brins (DGCR8, Loqs chez l'humain ; HYL1 et HEN1 chez les plantes) afin de libérer le microRNA mature. La dégradation d'un précurseur d'une centaine de nucléotides pour libérer un petit ARN fait de la biogenèse des microRNAs un processus original. Bien qu'il y ait des progrès rapides dans la découverte de nouveaux microRNAs, peu de choses sont connues sur les mécanismes moléculaires impliqués dans la sélectivité du clivage des microRNAs à partir de leurs précurseurs. Actuellement, on peut prédire la plupart des pre-miRNAs à partir de la séquence d'un génome. Il y a des centaines de précurseurs identifiés chez des animaux ou plantes, mais ils ne semblent pas partager des éléments communs de séquence. Et à ce jour, la séquence exacte d'un microRNA généré à partir d'un précurseur donné ne peut pas être prédite. Ce projet a pour but de : 1) Résoudre la structure 3D d'un précurseur de microRNA, 2) Etudier les interactions ARN/protéine impliquées dans la biogenèse des microRNAs, 3) Proposer et tester un modèle pour la sélectivité de la biogenèse des microRNAs. Malgré la quantité de travaux publiés sur le sujet des microRNAs ces dernières années, il n'y a pas de résultat concernant l'étude structurale des ARNs au cœur de cette thématique. L'une des raisons pour ce manque d'information, tient au fait que l'étude structurale des ARNs reste un sujet difficile. Le porteur de ce projet Jeune chercheur, a particulièrement été impliqué ces dernières années dans le développement d'outils permettant de résoudre plusieurs limitations sévères à l'étude des ARN par RMN. La maîtrise de ces outils innovants fait de l'équipe animée par Dr Boisbouvier, une place de choix pour la détermination de la structure haute résolution d'un précurseur d'ARN, qui par sa taille est à la limite des possibilités de la RMN structurale. Cette équipe a également développé une expertise dans l'exploitation des effets de relaxation par corrélation croisée et de la RMN en milieu cristallin pour l'étude en solution de la structure quaternaire de gros complexes (plus de 100 kDa). Ces nouvelles méthodes, pour lesquelles l'équipe a déjà obtenu des résultats prometteurs, représentent une avancée majeure en RMN biostructurale et permettront de s'attaquer à la structure du précurseur de microRNA en complexe avec les protéines impliquées dans sa maturation. Les techniques de pointes de RMN en milieu cristallin liquide seront utilisées pour étudier les bases structurales de la biogénèse des microRNAs. La structure des domaines de liaison à l'ARN des protéines impliquées dans la maturation des microRNAs sera résolue par les méthodes de RMN rapide développées au laboratoire. Les interactions protéine/ARN liées à la biogenèse des microRNA seront étudiées. Chaque domaine de liaison à l'ARN sera positionné sur le pre-miRNA en utilisant des contraintes intermoléculaires à longue portée mesurées directement sur le complexe de maturation des microRNAs. Une attenti.