Les télomères, une structure spécialisée retrouvée à l'extrémité des chromosomes, protègent le matériel génétique et permettent, entre autres, la réplication complète du génome. Par ses fonctions essentielles, le télomère est protégé par un capuchon composé de différentes protéines ayant chacune un rôle particulier à jouer. Parmi ces protéines se retrouve Cdc13p, une protéine essentielle, se liant à la toute fin du télomère. Cdc13p protège le télomère contre la dégradation par des exonucléases. Il est connu qu'en absence de Cdc13p, la cellule va subir une dégradation du brin télomérique C-riche, engendrant une accumulation d'ADN simple brin. Par contre, il n'est pas encore connu si cette dégradation est associée à une phase particulière du cycle cellulaire ou si elle se déroule tout-au-long de celui-ci. Pour répondre à cette interrogation, une analyse de l'accumulation d'ADN simple brin au télomère en fonction du cycle cellulaire a été effectuée à l'aide d'un allèle thermosensible du gène CDC13, l'allèle cdc13-1 [exposant] ts, en conditions restrictives. Les résultats obtenus suggèrent que la dégradation engendrée par la perte de fonction de protection de la protéine Cdc13p nécessite un premier passage dans la phase S du cycle cellulaire et qu'elle s'effectue lors du passage en phase G2/M. En parallèle, une vérification de la présence de la protéine Cdc13-1p en comparaison à Cdc13p, à température restrictive, a été effectuée par immunobuvardage de type Western afin de s'assurer que les phénotypes observés étaient réellement attribuable à une perte de fonction de la protéine et non à une dégradation de celle-ci via le système de contrôle de qualité associé à la protéine San1p. En plus de protéger le télomère, Cdc13p participe aussi au recrutement de la télomérase, l'enzyme responsable de la synthèse des télomères chez les eucaryotes. Cette ribonucléoprotéine est composée d'une transcriptase inverse, Est2p, de protéines accessoires et d'une composante ARN, TLC1 chez la levure, qui dicte l'ajout de séquence nucléotidique télomérique. Des recherches ont démontré que la liaison de l'ARN de la télomérase à l'holoenzyme ne nécessite pas une séquence spécifique, mais plutôt une structure particulière dans l'ARN. Plus particulièrement, la présence d'un pseudonoeud dans la région de liaison à Est2p a dernièrement été suggérée chez Saccharomyces cervisiae. Sachant que la présence d'une telle structure a aussi été suggérée chez d'autres organismes, tel Tetrahymena thermophila et l'humain, et qu'elle s'avère normalement nécessaire à l'obtention d'activité télomérase, il a été hypothétisé qu'elle pourrait être commune à tous les ARNs de la télomérase. Dès lors, des études biochimiques et structurales à l'aide de différentes constructions ont été entreprises afin de tenter de déterminer la présence ainsi que la structure d'un potentiel pseudonoeud dans l'ARN TLC1. Bien que les résultats obtenus ne puissent prouver directement la présence d'une telle structure chez TLC1, ils tendent tous à démontrer sa présence. De plus, un profil télomérique caractéristique d'un survivant de type I a été observé pour une souche de levure ¨rad52[delta], suggérant l'existence d'une voie, permettant à une cellule de devenir un survivant, indépendante de la protéine Rad52p. Cette situation avait, jusqu'à présent, seulement été observée en absence de la protéine Exo1p, la principale exonucléase active au télomère.

Chez les organismes procaryotes, l’adaptation rapide aux changements de l’environnement est synonyme de survie. Un des moyens utilisés pour s’adapter rapidement est un contrôle strict et efficace de l’expression génétique. Par exemple, un changement rapide de pH entraînera l’arrêt de synthèse de certains canaux dans le but de conserver un pH cellulaire interne stable se situant entre 7,2 et 7,8 chez la bactérie Escherichia coli.(Slonczewski et al. 1981) Alors, quand ces changements de l’environnement surviennent, la bactérie se doit de posséder des détecteurs efficaces qui peuvent réguler l’expression des gènes rapidement. Un des nombreux moyens utilisés chez les procaryotes pour détecter et contrôler l’expression génétique est l’utilisation des riborégulateurs. Ces ARN structurés sont localisés dans le 5’ non codant de certains gènes bactériens et permettent une régulation efficace de l’opéron avec lequel ils sont associés. Les riborégulateurs lient directement un métabolite, appelé ligand, ce qui entraîne un changement dans la structure d’ARN et permet une régulation du (des) gène (s) en aval du riborégulateur. Pour accomplir ces deux étapes, soit la détection et la régulation, les riborégulateurs se doivent d’être très structurés pour effectuer une reconnaissance spécifique du ligand et pour réguler l’expression génétique. Un des riborégulateurs les plus structurés est le riborégulateur btuB chez la bactérie E. coli. En effet, ce riborégulateur lie l’adénosylcobalamine (AdoCbl) et est constitué de quatorze tiges boucles ainsi que d’une structure particulière nommée pseudonoeud. Cette structure a été montrée par le passé comme étant importante pour la réponse au ligand dans un contexte in vivo.(Nahvi et al. 2002) Par contre, son rôle dans le changement de structure lors de la liaison du ligand est encore méconnu. Le but ce projet de maîtrise était de déterminer le rôle de ce pseudonoeud dans le changement de structure du riborégulateur lors de la liaison de l’AdoCbl à ce dernier. Les résultats de cette étude ont non seulement permis de déterminer que le pseudonoeud est important pour la communication de la liaison du ligand, mais qu’il est aussi important pour la liaison. De plus, nous avons aussi confirmé que le contexte transcriptionnel est essentiel pour que le pseudonoeud puisse être formé, comme suggéré par les précédents travaux de Perdrizet et al, (2012).

Les viroïdes sont de petites molécules d'ARN simple-brins circulaires qui infectent les plantes et induisent une variété de symptômes.Les viroïdes ne codent pour aucune protéine, mais possèdent une structure secondaire complexe qui leur permet d'accomplir différentes fonctions et d'interagir avec diverses composantes de leur hôte. Pour compléter leur cycle de réplication, les viroïdes doivent nécessairement interagir avec des protéines de leur hôte. Quelques protéines ont déjà été identifiées pour se lier à certains viroïdes. Toutefois, avant le début de mes études aucune protéine n'était connue pour interagir avec le viroïde de la mosaïque latente du pêcher (PLMVd). Notre laboratoire s'intéresse justement au PLMVd, un viroïde de la famille des Avsunviroidae qui se répliquent à l'intérieur des chloroplastes des plantes de pêcher infectés. Ce viroïde se réplique plus précisément par un mécanisme en cercle-roulant symétrique, ce qui implique que ses deux polarités utilisent exactement le même mécanisme et possèdent donc plusieurs caractéristiques similaires. Toutefois, quelques légères différences biochimiques avaient été recensées entre les deux polarités. Par le passé, l'équipe de notre laboratoire a déterminé la structure secondaire de la polarité positive à l'aide de différentes techniques. Afin de comparer les deux polarités, il devenait important de procéder à l'analyse de la structure secondaire de la polarité négative. Grâce à cette étude, des similitudes et des différences entre les deux ont pu être localisées. Ces résultats seront essentiels pour la poursuite de plusieurs études sur PLMVd. Par exemple, cette structure sera certainement utile pour étudier la liaison de différents partenaires protéiques ainsi que pour l'analyse des petits ARN interférents provenant de PLMVd. Une analyse plus approfondie de la structure secondaire et tertaire des deux polarités de PLMVd a été amorcée par la méthode d'acylation sélective de l'hydroxyle de l'ARN analysée par extension d'amorce (SHAPE). Cette étude a permis de comparer la structure de deux variants et a permis d'identifier de nouveaux motifs, tel qu'un cruciforme à l'intérieur de la tige P11 et un pseudonoeud entre les boucles L1 et L11. Une analyse informatique de toutes les séquences connues de PLMVd a été réalisée et a permis de vérifier le potentiel de ce pseudonoeud pour tous les variants de PLMVd. Par la suite, une étude sur des interactions possibles entre PLMVd et des protéines provenant de feuilles de pêcher a été entreprise. Lors de cette recherche, différentes méthodes de détection des interactions ARN-protéine ont été utilisées, certaines sans succès. L'approche faisant appel à des hybridations de type northwestern fut profitable et permis d'identifier quelques protéines cellulaires capables d'interagir avec PLMVd. La caractérisation de certaines interactions a par la suite été réalisée pour permettre de mieux définir la liaison du facteur d'élongation 1-alpha (eEF1A) sur PLMVd. Finalement, différents projets satellites ont été initiés et concernent l'implication de certains éléments de structure de PLMVd in vivo. Ils seront décrits au dernier chapitre. Ces travaux ont été réalisés en collaboration avec un groupe de recherche de Belgique et ont mené à l'inoculation de plusieurs mutants de PLMVd.