Projet ANR-08-BLAN-0082 – RNAPATHS : Integrating RNA quality control and RNA silencing pathways
Programme : Blanc (BLANC) 2008
Année de financement : 2008
Coordinateur du projet : INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE (INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique; Institut national de la recherche agronomique; Institut national de la recherche agronomique
Montant : 500000.0 euros
Date de début : 2009
Durée : 48 mois
Résumé : La plupart des eucaryotes doivent constamment faire face à des parasites et pathogènes (virus, bactéries) qui introduisent et expriment leur information génétique chez leur hôte. Pour contrer ces effets délétères, ces hôtes ont développé des stratégies pour prévenir et combattre ces envahisseurs. Le "post-transcriptional gene silencing (PTGS)" ou "RNA silencing", qui transforme une partie de l'ARN exogène en petites molécules d'ARN capables d'induire la dégradation du reste de l'ARN exogène, est un élément central de cette stratégie de défense. Parallèlement à ce mécanisme de défense contre l'ARN exogène invasif (non-soi), les organismes eucaryotes doivent assurer une expression fidèle de leur propre génome (le soi). L'expression de gènes codant pour des protéines s'effectue au travers d'un ensemble complexe de processus finement coordonnés comprenant la synthèse de l'ARN pré-messager, l'ajout de la coiffe, l'épissage, le transport de l'ARNm au travers des pores nucléaires, sa traduction et, in fine, sa dégradation. Pour qu'une protéine fonctionnelle soit produite, l'ARNm doit subir toutes ces étapes sans erreurs. Cependant au cours de ces étapes, la cellule fait des erreurs. Pour en limiter l'impact, les eucaryotes ont développé un ensemble de processus de contrôle de la qualité des ARN (RQC) qui éliminent les ARNm endogènes dysfonctionnels qui pourraient produire des protéines anormales. Il est essentiel pour la cellule de neutraliser ces ARN dysfonctionnels, mais elle doit également trouver le juste équilibre entre exprimer fidèlement son information génétique et générer de la diversité génétique, laquelle constitue la matière brute utilisée par la sélection naturelle lors de l'évolution. Si les mécanismes de production et de maturation des ARN étaient trop fidèles, la possibilité de générer de la diversité génétique serait amoindrie. Ensemble, les voies de RQC et PTGS assurent donc la survie de la cellule et favorisent la diversité génétique. Pour y parvenir, ces voies doivent identifier et neutraliser les ARN exogènes ainsi que les ARN endogènes dysfonctionnels tout en laissant intact les ARN endogènes fonctionnels. La façon dont la cellule effectue cette distinction n'est pas connue. L'objectif de ce projet est d'étudier comment les voies du RQC et du PTGS s'intègrent chez la plante modèle Arabidopsis thaliana. La plasticité développementale des plantes est remarquable et reflète certainement leur grande capacité d'adaptation aux variations de l'environnement, conséquence de leur mode de vie sessile. Concomitantes à leur nature plastique, les plantes possèdent un vaste répertoire de voies utilisant les petits ARN pour contrôler leur développement et moduler l'expression de leur génome en réponse aux stress biotiques (pathogènes) et abiotiques. Par conséquent, les plantes représentent un excellent modèle d'étude pour l'exploration de l'intégration entre les voies du PTGS et du RQC. Nous allons, chez Arabidopsis, explorer les relations entre ces voies par trois approches : 1. Par la génétique, pour comprendre comment le contrôle de la qualité de l'ARN s'intègre au "RNA silencing". 2. Par la transcriptomique, pour comprendre comment le "RNA silencing" s'intègre aux voies du contrôle de la qualité de l'ARN. 3. Par la biologie cellulaire, pour comprendre comment "RNA silencing" et contrôle de la qualité de l'ARN s'intègrent spatialement à l'échelle de la cellule. Ces approches ont comme objectif de comprendre comment RQC et "RNA silencing" interagissent dans la cellule et d'étudier la dynamique des processus de dégradation des ARN in vivo. En combinant génétique, transcriptomique et biologie cellulaire, notre travail aura un impact significatif sur notre compréhension des mécanismes fondamentaux de la biologie de l'ARN dans la cellule, ainsi que les relations entre deux mécanismes fondamentaux de l'expression et de la défense du génome. Au-delà de ces aspects fondamentaux, nous anticipons que notre travail aura des retombées