Projet ANR-10-JCJC-1211 – ODyNRib : Organisation et dynamique nucléaire de la synthèse des constituants du ribosome
Programme : JCJC : Sciences de la vie, de la santé et des écosystèmes :  Biologie cellulaire, développement (JCJC SVSE 2) 2010
Année de financement : 2010
Coordinateur du projet : Monsieur Olivier Gadal (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE MIDI-PYRENEES)
Partenaires : Laboratoire de Biologie Moléculaire des Eucaryotes
Montant : 200000.0 euros
Date de début : 2011
Durée : 36 mois
Résumé : Malgré les données récentes suggérant une organisation nucléaire déterministe, les conséquences physiologiques de l'organisation spatiale du génome reste encore mal compris. Dans la levure Saccharomyces cerevisiae, en utilisant les outils génétique de ce modèle eucaryote, nous avons pu contribué à établir la cinétique d'interaction des gènes GAL transcrit avec des pores nucléaires, ainsi que ses déterminants moléculaires (Cabal et al., 2006). Plus récemment, par localisation automatique de gènes dans une population cellulaire (plusieurs milliers de cellules), nous avons déterminé la distribution de probabilité des gènes dans l'espace intra-nucléaire (Berger et al., 2008). Par conséquent, nous pouvons désormais associer à notre projet les outils de la génétique de levure avec l'analyse automatique et quantitative de positionnement des gènes.
Le nucléole constitue un objet unique permettant l’étude de l'activité du génome, puisque les trois ARN polymérases nucléaires sont impliqués, et une grande partie de l’énergie d’une cellule en prolifération est dédié à la production de ribosomes. Le nucléole peut donc être considéré comme un système modèle pour étudier les conséquences fonctionnelles de l'organisation du génome. Dans ce projet, Nous cherchons à comprendre comment l'architecture nucléaire peut être utilisé pour coder une information permettant la régulation de l'expression des gènes en utilisant la levure comme organisme modèle et le nucléole comme notre référenciel intra-nucléaire. Dans ce projet, nous cherchons à répondre à trois questions: 
Comment le nucléole organisé? La présence de l'ARN ribosomal immature, produit par l'ARN polymérase I (Pol I) est l'événement moléculaire qui initient l’assemblage nucléolaire. En étudiant des mutants de Pol I, nous allons caractériser quantitativement les modifications nucléolaires.
Comment la production d'ARNr est régulée et organisé dans l’espace intra-nucléaire? La production d'ARNr est potentiellement également contrôlée par la transcription de l'ADN ribosomal (ADNr) et la dégradation des ARN défectueux. Les deux processus, la production et la dégradation, semblent organisés spatialement au sein du noyau. La transcription de l’ADNr a lieu dans le nucléole, et la dégradation des ARNr défecteux se produit dans un sous-domaine nucléolaire, le No-body (Dez et al., 2006). Dans les cas de ARN messagers, des élément structuraux du noyau sont impliqués dans la rétention des ARN immatures dans le noyau (Gadal et Nehrbass, 2002). Nous identifierons ARNr comment les ARNr défectueux sont reconnu par la machinerie de dégradation et adressées dans le No-body..
Quelle est le lien entre l’association nucléolaire des gènes et leur activité transcriptionnel? Notre objectif est d'identifier les gènes qui sont dépendant de l'association nucléolaire pour réguler leur expression. Les gènes régulés par leur positionnement nucléolaire seront différentiellement exprimés lors de la position du nucléole est altéré. L’utilisation de mutants dans lequel l’unique région organisatrice du nucléole (NOR) du génome de la levure est déplacée à trois loci génomiques différents, permet de manipuler simultanément la position de tous les gènes par rapport au nucléole. Une telle analyse permettra de tester l'hypothèse selon laquelle les gènes codant les constituants du ribosome, utilise le positionnement spatial par rapport au nucléole pour faciliter leur co-régulation.
Berger, A.B., Cabal, G.G., Fabre, E., Duong, T., Buc, H., Nehrbass, U., Olivo-Marin, J.C., Gadal, O., and Zimmer, C. (2008). Nat Methods 5, 1031-1037.
Cabal, G.G., Genovesio, A., Rodriguez-Navarro, S., Zimmer, C., Gadal, O., Lesne, A., Buc, H., Feuerbach, F., Olivo-Marin, J., Hurt, E., et al. (2006). Nature 441, 770-773.
Dez, C., Houseley, J., and Tollervey, D. (2006). Embo J 25, 1534-1546.
Gadal, O., and Nehrbass, U. (2002). J Struct Biol 140, 140-146.