Projet ANR-13-BSV8-0012 – RIBOMETH : Contrôle traductionnel par la méthylation des ARN ribosomiques : vers un ribosome spécialisé
Programme : Blanc - SVSE 8 - Biochimie, biologie moléculaire et structurale (Blanc SVSE 8) 2013
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Monsieur Jean-Jacques DIAZ (Centre de Recherche en Cancérologie de Lyon)
Partenaires : Centre de Recherche en Cancérologie de Lyon; Institut de Génétique et Microbiologie
Montant : 400000.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 48 mois
Résumé : Des archae à l'homme, la traduction des ARNm en protéines est effectuée par les ribosomes, des complexes ribonucléoprotéiques qui assurent la lecture du code génétique et la formation de la liaison peptidique. Les ribosomes déploient différents mécanismes moléculaires afin de transmettre fidèlement l'information génétique portée par l'ARNm en protéine. L'obtention des structures atomiques des ribosomes d'archaes, de bactéries et plus récemment d'un eucaryote a permis de révéler que les ARN ribosomiques jouent un rôle majeur dans les activités de décodage, de correction et de formation de la liaison peptidique. Les ARNr portent de nombreuses modifications chimiques, majoritairement des méthylations de riboses et des pseudouridylations. Il a été montré chez la levure que les modifications chimiques des ARNr sont importantes pour la structure des ribosomes et leur activité de traduction. Cependant, les fonctions moléculaires et les rôles biologiques de ces modifications d'ARNr restent à déterminer.
La régulation de la traduction joue un rôle crucial dans de nombreux processus cellulaires fondamentaux tels que la prolifération, la différentiation ou la réponse au stress. Il est aujourd'hui reconnu que le ribosome est une plateforme de régulation qui participe à la sélection des ARNm à traduire, à l'efficacité de traduction, et à la modification des protéines au cours de leur synthèse. Cette notion de plateforme de régulation est renforcée par le concept de "ribosome spécialisé", selon lequel la composition des ribosomes varie au sein des cellules, et que des ribosomes différents pourraient être porteurs de fonctions régulatrices différentes.
Tandis que la "qualité" du ribosome émerge comme un élément régulateur de son activité de traduction, aucune donnée ne vient aujourd'hui valider que chez l'homme les modifications d'ARNr puissent finement réguler les fonctions de traduction du ribosome. Nous ne disposons pas, non plus, de données sur l'impact de variations des modifications d'ARNr sur l'expression génique. L'objectif du projet RIBOMETH est d'établir une description détaillée de la relation fonctionnelle entre les modifications d'ARNr et l'activité de traduction des ribosomes matures humains. Pour cela, ce projet vise à altérer le profil de méthylation des ARNr par différents moyens, dans plusieurs modèles cellulaires et à analyser :
i) les conséquences sur la composition des ribosomes au niveau protéine et ARN, par des méthodes dédiées développées par l'équipe 1.
ii) les conséquences sur l'activité intrinsèque et la fidélité de traduction des ribosomes, en utilisant des systèmes rapporteurs dédiés, ainsi que sur la sélection des ARNm traduits, par la nouvelle technique de "profilage ribosomique" développée par l'équipe 2.
Le projet RIBOMETH fournira la première description intégrée du rôle des modifications d'ARNr, sur l'assemblage des ribosomes, l'activité des ribosomes, jusqu'aux conséquences physiologiques. Un résultat majeur de RIBOMETH sera l'établissement d'une première carte des sites de modification des ARNr qui jouent un rôle clair dans le fonctionnement du ribosome humain et dans la traduction sélective de certains ARNm. Une telle carte permettrait d'envisager et d'optimiser de nouveau types de molécules actives de type antibiotiques, qui puissent altérer la fonction des ribosomes et la fidélité de traduction, comme proposé pour le traitement de certaines maladies liées à des codons stop prématurés.