O exossomo é um complexo de exorribonucleases composto por onze proteínas envolvidas no processamento de rRNA, snRNAs, snoRNAs e na degradação de mRNAs. Todas as subunidades do complexo possuem possíveis domínios de RNase porém apenas quatro delas já tiveram a sua atividade de exorribonuclease caracterizada in vitro. Este complexo foi identificado inicialmente em levedura, sendo também encontrado em outros organismos eucarióticos e também em archaea. O estudo das interações entre suas subunidades resultou em modelos estruturais para o exossomo de H sapiens e T. brucei. A despeito do exossomo ter sido caracterizado em levedura, um estudo das possíveis interações entre as subunidades neste organismo ainda não foi realizado. Com a proposta de identificar estas interações em levedura, neste trabalho foi usado o sistema do duplo híbrido, uma poderosa ferramenta para analisar as interações proteína-proteína. Os resultados obtidos através deste sistema mostraram que a subunidade Rrp4p interagiu com as proteínas Rrp41p, Rrp44p, Mtr3p e Rrp6p. A subunidade Rrp41p mostrou uma forte interação com Rrp45p e a subunidade Rrp42p com Mtr3p. A proteína Rrp45p interagiu com Rrp41p e Rrp43p. A proteína Mtr3p interagiu com Rrp4p, Rrp42p e com Csl4p. Em nossos testes a subunidade Rrp40p não mostrou qualquer interação com as outras subunidades do complexo. Outras proteínas envolvidas no processamento RNA como Noplp, Nop58p, Nop8p e Lsm8p também foram testadas para interações com as subunidades do exossomo e mostraram que interagem com Rrp4p e Mtr3p. Estes resultados inéditos trouxeram novas informações para o futuro modelo estrutural do exossomo e novos da dos sobre a participação deste complexo no processamento de RNA. A determinação da sua estrutura pode contribuir para entender a versatilidade deste complexo em vários processos nos quais ele está envolvido na célula. / Exossome is a complex of exorribonucleases composed for eleven proteins involved in the processing of rRNA, snRNAs, snoRNAs and in the degradation of mRNAs. All the subunits of this complex possess possible RNase domains, however only four of them already had its exorribonucleases activity of characterized in vitro. This complex was identified initially in yeast, being also found in other eukaryotes organisms and also in archaea. The study of the interactions between its subunits resulted in structural models for the exossome of H. sapiens and T. bracei. The spite of exossome has been previously characterized in yeast a study of the possible interactions between the subunits in this organism was still not carried through. With the proposal of identifying these interactions in yeast, we used this work system of yeast two hybrid, a powerful tool analyze protein-protein interactions. The results obtained through this system showed that the subunit Rrp4p internet with the proteins Rrp41p, Rrp44p, Mtr3p and Rrp6p. The subunit Rrp41p showed to one strong interaction with Rrp45p and the subunit Rrp42p with Mtr3p. The Rrp45p protein interacted with Rrp41p and Rrp43p. The Mtr3p protein interacted with Rrp4p, Rrp42p and with Cs14p. In our tests the subunit Rrp40p did not show any interaction with the other subunits of the complex. Other proteins involved in processing RNA as Nop1p, Nop58p, Nop8p and Lsm8p had also been tested for interactions with the subunits of the exossome and had shown that they internet with Rrp4p and Mtr3p. These results had brought new inforrnation for a future structural model of the exossome and new data on the participation of this complex in the processing of RNA. The deterrnination of its structure can contribute to better understand the versatility of this complex in the various processes in which it is involved within the cell.

Les ribosomes sont des macrocomplexes ribonucléoprotéiques sophistiqués, essentiels pour décoder l’information génétique et la traduire en protéines fonctionnelles. Chez les organismes eucaryotes, le ribosome est constitué de deux sous-unités, la petite (40S) et la grande (60S). Leur biogenèse est un processus fondamental, très complexe, qui mène à la synthèse et l’assemblage de 4 ARNr et 80 protéines ribosomiques (79 chez la levure). La biogenèse du ribosome a longtemps été étudiée chez Saccharomyces cerevisiae. Près de 20 ans de recherches ont été nécessaires à la communauté scientifique pour identifier les quelques 200 facteurs de synthèse du ribosome levurien. Alors que le schéma global de cette voie de biosynthèse semble conservé chez les organismes eucaryotes, de nombreux éléments suggèrent qu’elle serait plus élaborée chez l’homme et nécessiterait un plus grand nombre de facteurs que chez la levure. De plus, la caractérisation de nombreuses ribosomopathies, ou maladies du ribosome prédisposant aux cancers, a suscité un intérêt accru pour l’étude de la voie de biosynthèse du ribosome dans le paradigme expérimental le plus approprié, la cellule humaine.<p><p>Au cours de ma thèse de doctorat, j’ai contribué à un projet systématique d’identification de facteurs d’assemblage (FA) du ribosome chez l’homme. Pratiquement, nous avons identifié 286 FA humains, dont beaucoup sont homologues aux facteurs levuriens connus, et 74 sont sans équivalent chez la levure. Par ailleurs, j’ai caractérisé en détail certains facteurs. En particulier, Trm112 pour lequel j’ai montré qu’il agit comme un stabilisateur de la méthyltransférase (MTase) Bud23, spécifique à l’ARNr 18S de la sous-unité levurienne 40S. J’ai également participé à la caractérisation de mutations à l’interface du complexe Bud23-Trm112. Enfin, j’ai contribué à l’étude de trois FA que nous avons identifiés chez l’homme, DIMT1L et WBSCR22-TRMT112. J’ai montré que ces protéines sont les orthologues des MTases levuriennes Dim1 et Bud23-Trm112, qu’elles sont requises pour la synthèse et la modification de l’ARNr mature de la petite sous-unité ribosomique, et qu’elles seraient impliquées dans un mécanisme conservé contrôlant la qualité de la voie de biosynthèse du ribosome.<p><p>La totalité des FA que nous avons identifiés en cellule humaine sont à la disposition de la communauté scientifique dans une base de données en ligne accessible sur la page www.RibosomeSynthesis.com. Nous espérons que cette ressource contribuera à une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires sous-jacents au développement des ribosomopathies et à l’élaboration d’agents thérapeutiques efficaces.<p> / Doctorat en sciences, Spécialisation biologie moléculaire / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La synthèse du ribosome est un processus compliqué, très hiérarchisé et essentiel à toutes les cellules vivantes. La complexité de ce processus tient notamment au fait que les différentes étapes de la biogenèse du ribosome eucaryote sont temporellement et spatialement organisées dans des compartiments cellulaires différents (le nucléole, le nucléoplasme et le cytoplasme). Il est toutefois connu que le pré-ARNr 35S (le précurseur de trois des quatre ARNr, les ARNr 18S, 5.8S et 25S) est pris en charge dès sa synthèse par des facteurs impliqués dans sa maturation. Ainsi, la formation d’un ribosome requiert l’association, sur le transcrit naissant, des facteurs de synthèse, au nombre de 400. Ces facteurs essentiels interagissent transitoirement avec l’ARNr et ne font pas partie des particules ribosomiques matures impliquées dans la traduction. Leur rôle est d’assister le remodelage constant du pré-ribosome et le processus d’assemblage des sous-unités.<p>Parmi ces facteurs de synthèse, nous avons caractérisé en détail, chez la levure et chez l’homme, la protéine Las1 impliquée dans la maturation des deux extrémités de l’ITS2, séquence qui sépare les ARNr 5.8S et 25S/28S. Chez la levure, en absence de la protéine Las1, les analyses de profils de polysomes révèlent un déficit de sous-unité 60S et l’apparition d’« halfmères ». Les techniques de purification d’affinité et de gradient de sédimentation nous indiquent que Las1 est associée aux pré-ribosomes 60S et qu’elle interagit avec de nombreux facteurs de synthèse de la petite, de la grande sous-unité ou des deux. De plus, Las1 copurifie avec des pré-ribosomes qui contiennent aussi les exoribonucléases 5’-3’ Rat1/Rai1 et Xrn1. Rai1 coordonne la maturation aux deux extrémités de l’ARNr 5.8S. Nous suggérons que Las1 appartient à un macrocomplexe connectant spatialement des sites de clivages éloignés sur la séquence primaire du pré-ARNr qui seraient rapprochés suite au reploiement de l’ITS2.<p>Un autre aspect de ce travail de thèse consiste en l’étude de l’assemblage des particules ribonucléoprotéiques et plus spécifiquement du pré-ribosome et des sous-unités ribosomiques eucaryotes. Nous avons utilisé la technique d’immunoprécipitation de chromatine (Ch-IP) pour caractériser l’assemblage d’une structure appelée le « SSU processome ». Celui-ci correspond à un pré-ribosome en formation ainsi que l’assemblage des protéines ribosomiques sur l’ARNr naissant.<p>Enfin, nous avons étudié le rôle d’une plateforme d’activation de méthyltransférases d’ARN et de protéines, la protéine Trm112 dans la ribogenèse. Nous avons montré que chez la levure, Trm112 est impliquée dans la synthèse du ribosome et dans la progression de la mitose. En absence de cette protéine, les pré-ARNr sont dégradés par un mécanisme de surveillance. Trm112 copurifie avec plusieurs facteurs de synthèse du ribosome dont la méthyltransférase Bud23, impliquée dans la modification post-transcriptionnelle de l’ARNr18S. Trm112 est requise pour cette méthylation et nous postulons que la protéine Bud23 est incapable de se lier aux pré-ribosomes en l’absence de Trm112.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished