De la synthèse à la dégradation de l'ARNm: un processus couplé
Des indices de plus en plus concordants semblent indiquer que la synthèse et la dégradation de l'ARNm (ARN messager) sont en fait des processus étroitement couplés. Bien que la plupart des protéines n'agissent qu'à une seule étape du cycle de vie de l'ARNm, le complexe associant Ccr4 et la protéine Not contrôle l'expression des gènes à toutes les étapes. Une étude récente indique également que Ccr4-Not interagit physiquement avec l'ARN polymérase II (Pol II). Pour explorer cette interaction, les chercheurs du projet POL2-CCR (Structure-function analysis of mRNA metabolism by Ccr4-Not), financé par l'UE, ont entrepris d'effectuer une analyse structure-fonction du complexe Pol II-Ccr4-Not en s'appuyant sur les images de la cryomicroscopie électronique. Les chercheurs ont tout d'abord optimisé le processus de cryomicroscopie des échantillons Pol II afin d'améliorer la résolution et la qualité des images. Ils ont utilisé un logiciel spécialisé pour générer des structures en haute résolution de la polymérase II sans artefacts de reconstruction. Après avoir sélectionné divers complexes Ccr4-Not se fixant sur Pol II, les chercheurs ont constaté que l'interface de liaison était localisée dans le module nucléase du complexe. Ils ont par ailleurs testé la capacité de stabilisation de la structure tridimensionnelle du complexe Ccr4-Not Pol II par plusieurs ARNm pouvant jouer le rôle de substrats potentiels et faciliter la détermination de la structure en haute résolution par cryomicroscopie. La densité du complexe Ccr4-Not sur Pol II s'est malheureusement révélé insuffisante pour produire des images interprétables. Pour les chercheurs, l'étape suivante consiste donc à générer des données biochimiques et fonctionnelles supplémentaires afin de pouvoir concevoir des complexes Ccr4-Not-Pol II-ARNm plus adaptés à la cryomicroscopie. Les partenaires du projet ont également étudié le mécanisme responsable du couplage des processus de transcription et de traduction chez les procaryotes. Les images de cryomicroscopie ont ainsi dévoilé la structure du complexe de transcription-traduction et identifié la position de la polymérase II ainsi que les régions critiques de l'interaction. Ce résultat a permis de décrire précisément le mécanisme de contrôle direct de l'expression génétique par coordination de la transcription et de la traduction. Au total, les résultats de l'étude POL2-CCR ont permis de montrer que le couplage de la transcription et de la traduction était une caractéristique bien conservée qui coordonne l'expression des gènes en permettant aux bactéries de répondre efficacement aux différents signaux environnementaux et cellulaires.
Mots‑clés
ARNm, Ccr4-Not, ARN polymérase, POL2-CCR, cryo-microscopie électronique
