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Résumé La ribonucléase P (RNase P) est une ribonucléoprotéine omniprésente dans tous les règnes du vivant, elle est responsable de la maturation en 5’ des précurseurs des ARNs de transfert (ARNts) et quelques autres petits ARNs. L’enzyme est composée d'une sous unité catalytique d'ARN (ARN-P) et d'une ou de plusieurs protéines selon les espèces. Chez les eucaryotes, l’activité de la RNase P cytoplasmique est distincte de celles des organelles (mitochondrie et chloroplaste). Chez la plupart des espèces, les ARN-P sont constituées de plusieurs éléments structuraux secondaires critiques conservés au cours de l’évolution. En revanche, au niveau de la structure, une réduction forte été observé dans la plupart des mtARN-Ps. Le nombre de protéines composant la RNase P est extrêmement variable : une chez les bactéries, environ quatre chez les archéobactéries, et dix chez la forme cytoplasmique des eucaryotes. Cet aspect est peu connu pour les formes mitochondriales. Dans la plupart des cas, l’identification de la mtRNase P est le résultat de longues procédures de purification comprenant plusieurs étapes dans le but de réduire au minimum le nombre de protéines requises pour l’activité (exemple de la levure et A. nidulans). Cela mène régulièrement à la perte de l’activité et de l’intégrité des complexes ribonucléo-protéiques natifs. Dans ce travail, par l’utilisation de la technique de BN-PAGE, nous avons développé une procédure d’enrichissement de l’activité RNase P mitochondriale native, donnant un rendement raisonnable. Les fractions enrichies capables de cette activité enzymatique ont été analysées par LC/MS/MS et les résultats montrent que l’holoenzyme de la RNase P de chacune des fractions contient un nombre de protéines beaucoup plus grand que ce qui était connue. Nous suggérons une liste de protéines (principalement hypothétiques) qui accompagnent l’activité de la RNase P. IV De plus, la question de la localisation de la mtRNase P de A. nidulans a été étudiée, selon nos résultats, la majorité de la mtRNase P est attachée á la membrane interne de la mitochondrie. Sa solubilisation se fait par l’utilisation de différents types de détergent. Ces derniers permettent l’obtention d’un spectre de complexes de la RNase P de différentes tailles. / Abstract RNase P is a ribonucleo-protein complex (an RNA enzyme or ribozyme) that cleaves 5’ leader sequences of precursor tRNAs and a few other small RNAs. It occurs in all three domains of life, Bacteria, Archaea and Eukarya, with the latter containing distinct nuclear and organellar (mitochondrial or plastid) activities. In most instances, the complex contains a single, well-conserved RNA subunit that carries the active center of the enzyme. Yet, compare to bacterial and nuclear P RNA, most mtP RNAs are structurally highly reduced. The number of P proteins is highly variable: one in Bacteria, about four in Archaea, and ten in the cytoplasmic form of Eukarya. Much less is known in the case of mitochondria. MtRNase P is usually purified by using numerous separation steps that include unphysiological conditions, leading to complexes having a minimum number of subunits (e.g., in yeast and Aspergillus nidulans), that often loose their activity. Here, using BN PAGE, we have developed an enrichment procedure for A. nidulans mtRNase P that avoids some of the most disruptive conditions. The protein composition of active fractions was identified with LC/MS/MS, indicating that the RNase P holoenzyme is much larger than previously thought. Finally, the question of mtRNase P localization within mitochondria was investigated, by tracing its RNA subunit by RT PCR. We found that mtRNase P of A. nidulans is a predominantly membrane-attached enzyme; it is in part solubilized by detergents such as digitonin and Triton.

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Résumé La ribonucléase P (RNase P) est une ribonucléoprotéine omniprésente dans tous les règnes du vivant, elle est responsable de la maturation en 5’ des précurseurs des ARNs de transfert (ARNts) et quelques autres petits ARNs. L’enzyme est composée d'une sous unité catalytique d'ARN (ARN-P) et d'une ou de plusieurs protéines selon les espèces. Chez les eucaryotes, l’activité de la RNase P cytoplasmique est distincte de celles des organelles (mitochondrie et chloroplaste). Chez la plupart des espèces, les ARN-P sont constituées de plusieurs éléments structuraux secondaires critiques conservés au cours de l’évolution. En revanche, au niveau de la structure, une réduction forte été observé dans la plupart des mtARN-Ps. Le nombre de protéines composant la RNase P est extrêmement variable : une chez les bactéries, environ quatre chez les archéobactéries, et dix chez la forme cytoplasmique des eucaryotes. Cet aspect est peu connu pour les formes mitochondriales. Dans la plupart des cas, l’identification de la mtRNase P est le résultat de longues procédures de purification comprenant plusieurs étapes dans le but de réduire au minimum le nombre de protéines requises pour l’activité (exemple de la levure et A. nidulans). Cela mène régulièrement à la perte de l’activité et de l’intégrité des complexes ribonucléo-protéiques natifs. Dans ce travail, par l’utilisation de la technique de BN-PAGE, nous avons développé une procédure d’enrichissement de l’activité RNase P mitochondriale native, donnant un rendement raisonnable. Les fractions enrichies capables de cette activité enzymatique ont été analysées par LC/MS/MS et les résultats montrent que l’holoenzyme de la RNase P de chacune des fractions contient un nombre de protéines beaucoup plus grand que ce qui était connue. Nous suggérons une liste de protéines (principalement hypothétiques) qui accompagnent l’activité de la RNase P. IV De plus, la question de la localisation de la mtRNase P de A. nidulans a été étudiée, selon nos résultats, la majorité de la mtRNase P est attachée á la membrane interne de la mitochondrie. Sa solubilisation se fait par l’utilisation de différents types de détergent. Ces derniers permettent l’obtention d’un spectre de complexes de la RNase P de différentes tailles. / Abstract RNase P is a ribonucleo-protein complex (an RNA enzyme or ribozyme) that cleaves 5’ leader sequences of precursor tRNAs and a few other small RNAs. It occurs in all three domains of life, Bacteria, Archaea and Eukarya, with the latter containing distinct nuclear and organellar (mitochondrial or plastid) activities. In most instances, the complex contains a single, well-conserved RNA subunit that carries the active center of the enzyme. Yet, compare to bacterial and nuclear P RNA, most mtP RNAs are structurally highly reduced. The number of P proteins is highly variable: one in Bacteria, about four in Archaea, and ten in the cytoplasmic form of Eukarya. Much less is known in the case of mitochondria. MtRNase P is usually purified by using numerous separation steps that include unphysiological conditions, leading to complexes having a minimum number of subunits (e.g., in yeast and Aspergillus nidulans), that often loose their activity. Here, using BN PAGE, we have developed an enrichment procedure for A. nidulans mtRNase P that avoids some of the most disruptive conditions. The protein composition of active fractions was identified with LC/MS/MS, indicating that the RNase P holoenzyme is much larger than previously thought. Finally, the question of mtRNase P localization within mitochondria was investigated, by tracing its RNA subunit by RT PCR. We found that mtRNase P of A. nidulans is a predominantly membrane-attached enzyme; it is in part solubilized by detergents such as digitonin and Triton.

Pilzentwicklung und Sekundärmetabolismus werden durch Einwirkung von Umwelteinflüssen von Regulatorproteinen kontrolliert. Das VeA Protein repräsentiert die velvet-Domänen-Familie der Pilzregulatoren. VeA passt die sexuelle Entwicklung und den dazu gehörenden Sekundärmetabolismus von Aspergillus nidulans an die Lichtverhältnisse an. VeA bindet im Dunkeln an VelB und bildet schließlich den trimeren VelB-VeA-LaeA (velvet) Komplex. VeA dient als Brückenprotein für das velvet-Domänen-Protein VelB als Regulator der Entwicklung und die Methyltransferase LaeA als Regulator des Sekundärmetabolismus. VelB kann mit VosA einen zweiten licht-regulierten Komplex bilden, der die asexuelle Entwicklung reprimiert. Auch VosA gehört zur Familie der Velvet- Proteine. LaeA kontrolliert die Bildung der VelB-VosA und VelB-VeA-LaeA Komplexe während der Entwicklung. laeA Nullmutationen können nicht mehr auf Licht reagieren, was ihre Schlüsselrolle als Regulatoren der Entwicklung unterstreicht. Die Abwesenheit von LaeA führt zur Bildung von wesentlich kleineren Fruchtkörpern. Grund hierfür ist das Fehlen runder Hülle-Zellen, die den jungen Fruchtkörper ernähren und in seiner Entwicklung unterstützen. LaeA spielt damit eine dynamische Rolle während der morphologischen und biochemischen Entwicklung des Pilzes, indem die Expression, Interaktion und die Modifikation der velvet Regulatoren kontrolliert werden. Im zweiten Teil der Arbeit wurde die VeA-Plattform für Protein-Protein Interaktionen weiter untersucht. VeA interagierende Proteine (Vips) identifiziert in einen „Yeast-two-hybrid“ System führten zu einem trimeren Methyltransferase-Komplex, der Signaltransduktion mit epigenetischer Kontrolle verbindet. Der neuartige Komplex enthält das Plasmamembran-assoziierte Trimer VapA-VipC-VapB. Das Dimer VipC-VapB ist über das FYVE-ähnliche Zinkfinger Protein VapA an die Plasmamembran gebunden und ermöglicht dem nuklearen VelB-VeA-LaeA Komplex die Aktivierung der Transkription der sexuellen Entwicklung. Sobald die Abkopplung vom VapA stattgefunden hat, wird VipC-VapB zum Kern transportiert. VipC-VapB interagiert physikalisch mit VeA, vermindert dessen Transport zum Kern und die Stabilität. Folglich wird der Anteil des VelB-VeA-LaeA Komplexes im Kern reduziert. Die nukleare VapB Methyltransferase vermindert die Entstehung des fakultativen Chromatins indem es die Histon 3 Lysin 9 Methylierung (H3K9 me3) vermindert. Dies begünstigt die Aktivierung der frühen Regulatorgene flbA und flbC, die dann das asexuelle Programm im Licht vorantreiben. Der VapA-VipC-VapB Methyltransferase-Weg vereinigt die Kontrolle des Kernimportes und der Stabilität von Transkriptionsfaktoren mit der Modifikation von Histonen. Erst dieses komplexe Zusammenspiel unterschiedlicher Mechanismen erlaubt eine angemessene Antwort für die Differenzierung des Pilzes.

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