Titre de l'écran-titre (visionné le 26 juin 2023) / FMRP (Fragile X mental retardation protein) est une protéine de liaison à l'ARN dont l'absence cause le développement du syndrome du X fragile avec retard mental (FXS). Ceci serait dû en partie à la perte de la fonction traductionnelle des formes cytoplasmiques de la protéine. Des isoformes nucléaires de FMRP (nFMRP) ont également été identifiées. Cependant, leurs fonctions demeurent très peu étudiées. Ces isoformes ont été localisées au sein de structure nucléaire de traitement de l'ARN, les corps de Cajal. De plus, nos investigations ont impliqué nFMRP dans la réponse cellulaire aux dommages à l'ADN identifiant nFMRP comme étant un antagoniste de la formation de structures d'instabilité génomique et empêchant l'accumulation des dommages à l'ADN associé. Toutefois, les mécanismes sous-jacents impliquant nFMRP et ses interacteurs demeurent inconnus. L'hypothèse est que nFMRP interagit avec des partenaires nucléaires impliqués dans le métabolisme de l'ARN et dans la signalisation du dommage à l'ADN afin de maintenir l'intégrité génomique cellulaire. Les objectifs sont d'identifier les partenaires de nFMRP chez l'humain et de caractériser leur interaction. Ce travail a permis de localiser nFMRP au sein de sites de réparation du dommage à l'ADN, les foyers de Fanconi et d'investiguer l'effet de la protéine sur les R-loops. Finalement, mes travaux ont identifié la protéine DDX5, une hélicase à ARN, réparant les dommages à l'ADN par la résolution de R-loops, comme étant le premier partenaire de nFMRP. Ce résultat permet de définir le rôle joué par nFMRP dans le maintien de la stabilité génomique. Des études de mutagenèses permettront de caractériser le mécanisme entre nFMRP et DDX5 et de futures analyses de protéomique à large spectre permettront d'établir le premier interactome de nFMRP. Ce travail permettra d'ouvrir des avenues de recherche dans la perspective de mieux comprendre les fonctions de nFMRP ainsi que la physiopathologie du FXS. / FMRP (Fragile X mental retardation protein) is an RNA-binding protein whose absence causes the development of Fragile X syndrome with mental retardation (FXS). This would be due in part to the loss of the translational function of the cytoplasmic forms of the protein. Nuclear isoforms of FMRP (nFMRP) have also been identified. However, their functions remain very little studied. These isoforms have been localized within the nuclear RNA processing structure, the Cajal bodies. Furthermore, our investigations implicated nFMRP in the DNA damage cellular response, identifying nFMRP as an antagonist of the formation of genomic instability structures and preventing the accumulation of associated DNA damage. However, the underlying mechanisms involving nFMRP and its interactors remain unknown. The hypothesis is that nFMRP interacts with nuclear partners involved in RNA metabolism and DNA damage signaling to maintain cellular genomic integrity. The objectives are to identify the partners of nFMRP in humans and to characterize their interaction. This work made it possible to locate nFMRP within DNA damage repair sites, the Fanconi foci, and to investigate the effect of the protein on R-loops. Finally, my work identified the protein DDX5, an RNA helicase, repairing DNA damage by resolving R-loops, as the first partner of nFMRP. This result makes it possible to define the role played by nFMRP in the maintenance of genomic stability. Mutagenesis studies will characterize the mechanism between nFMRP and DDX5 and future broad-spectrum proteomic analyzes will establish the first interactome of nFMRP. This work will open avenues of research to better understanding the functions of nFMRP as well as the pathophysiology of FXS.

L'évolution de la régulation de l'expression des gènes participe à l'évolution de leur fonction. L'existence de profils d'expression spécifiques évitant la redondance fonctionnelle expliquerait le maintien des gènes dupliqués dans les génomes. La PCR quantitative en temps réel se révèle adaptée à l'étude de l'expression des familles de gènes présentant des niveaux très variés et des séquences proches. Le génome modèle d'Arabidopsis thaliana contient une famille d'ARN hélicases à boîte DEAD (RH) de 58 membres, i.e. environ deux fois plus que n'en comptent les génomes d'animaux ou celui de la levure. L'expression transcriptionnelle de 20 AtRH a été obtenue par RT-PCR quantitative dans neuf organes différents. Dans cette famille de gènes " de ménage ", deux AtRH présentent des profils spécifiques alors que les 18 autres AtRH présentent le même profil spatial, mais des niveaux d'expression transcriptionnelle très différents. L'élément régulateur principal du niveau transcriptionnel est la présence simultanée d'une boîte TATA caractéristique et d'un intron en 5' UTR. Dès lors que la boîte TATA est présente, il y a une corrélation positive significative entre la taille de l'intron en 5' UTR et le niveau d'expression. Notre travail sur l'expression des AtRH permet d'introduire un scénario sur la dynamique évolutive des gènes dupliqués qui forment une même branche terminale d'un arbre phylogénétique et dont le niveau d'expression diffère fréquemment. Après la duplication d'un gène fortement transcrit, l'altération de l'activité transcriptionnelle des copies se produirait par des événements successifs de suppression de la boîte TATA et/ou de l'intron en 5' UTR.