Projet ANR-14-ACHN-0027 – EZOtrad : Exploration des Zones d’Ombre de la Traduction
Programme : Accueil de Chercheurs de Haut Niveau (@RAction) 2014
Année de financement : 2014
Coordinateur du projet : Monsieur Boel Gregory (Expression Génétique Microbienne)
Partenaires : Laboratoire public
Montant : 380000.0 euros
Durée : 48 mois
Résumé : L’étude du ribosome et de la traduction des protéines a débuté dans les années 60. Les facteurs essentiels permettant de reproduire, in vitro, la traduction, ont depuis été identifiés. De plus, les révolutions techniques de la biologie structurale (cristallographie a rayon X et cryo-électromicroscopie) nous permettent, depuis le début des années 2000, d’avoir une vision précise des mécanismes moléculaires de la synthèse des protéines par le ribosome. Néanmoins, même si nous comprenons mieux les grandes étapes de la traduction et pouvons la récapituler in vitro dans des conditions très spécifiques, différentes des conditions cellulaires, les mécanismes de régulation de la traduction in vivo restent pour la plupart a découvrir.
   Par exemple, la fonction du facteur de traduction Ef-P, identifié il y a 35 ans, a été caractérisée récemment. Ce facteur est nécessaire pour la traduction de séquences contenant des répétitions de proline (Ude et al., Science 2013 ; Doerfel et al., Science 2013). D’autres publications ont présenté la structure et la fonction de facteurs requis pour réguler et réserver les ribosomes durant la phase stationnaire de croissance d’Escherichia coli. (Boël et al., NSMB 2014 ; Polikanov et al., Science 2012). Ces travaux et d’autres montrent que nous n’avons pas encore identifié tous les partenaires intervenant dans la traduction. De plus, de nombreux facteurs sont connus pour interagir avec le ribosome mais leur fonction précise reste inconnue. J’ai répertorié une 80 de ces facteurs chez E. coli ce qui témoigne de l’étendue des zones d’ombre de la traduction. Ce projet de recherche propose d’élucider la fonction d’une partie de ces facteurs. Il est divisé en deux tâches. La première est l’étude des facteurs de traduction appartenant á la famille des protéines ABC-F, la seconde est la caractérisation de nouveaux facteurs de traduction par crible génétique.
   La tâche 1, consiste à étendre et approfondir l’étude des facteurs de traduction de la famille ABC-F que mes collaborateurs et moi-même avons récemment caractérisés. La biosynthèse des protéines utilise plus de la moitié de l’énergie cellulaire, il est donc crucial pour la cellule de gérer ce processus le plus efficacement possible. Nous avons montré que la protéine EttA appartenant à la  famille ABC-F module la dynamique du ribosome afin de réguler l’activité de synthèse des protéines en fonction du niveau d’énergie cellulaire. Nous avons caractérisé la fonction d’EttA sur le ribosome aux niveaux structurel, biochimique et physiologique. Je propose maintenant d’approfondir la caractérisation de la fonction d’EttA au niveau cellulaire, non seulement en déterminant si EttA agit spécifiquement sur certains ARNm, mais aussi en étudiant son implication dans le couplage entre la transcription et la traduction, comme des résultats préliminaires le suggèrent. Je propose en parallèle de caractériser la fonction des 3 paralogues d’EttA présents chez E. coli, ainsi que des orthologues responsables de résistance aux antibiotiques chez des bactéries pathogènes.
   La deuxième tâche est le développement d’une méthode de criblage permettant d’identifier des phénotypes spécifiques de défaut de la traduction dans une collection de mutants. Cette collection sera composée de mutants de délétion de gènes dont le produit est connu pour interagir avec le ribosome mais dont la fonction reste élusive. Parallèlement nous mettrons en place une approche par « pull-down » afin d’identifier de nouveaux facteurs qui fixent le ribosome lorsque ce dernier cale sur des éléments qui ralentissent sa progression. Ces éléments seront des structures de l’ARN ou des répétitions de certains codons.
   L’ensemble de se projet vise à l’installation, à long terme en France, d’une équipe dédiée a l’investigation de la fonction de nouveaux facteurs de traduction. Une partie de ce projet sera effectuée en collaboration avec mes collègues américains avec qui nous avons travaillé sur EttA.