In allen Organismen wird die genetische Information der DNA in mRNA umgeschrieben und diese im Cytosol als Vorlage für die Proteinbiosynthese benutzt. Dabei dienen tRNAs als codonspezifische Adaptermoleküle, die als Vorläufermoleküle (pre-tRNA) transkribiert werden. Eine Reaktion bei der Reifung übernimmt die Ribonuklease P (RNase P). Sie ist eine essentielle Endonuklease, die die 5\\\'-Flanke von pre-tRNAs entfernt. Eine weitere Endonuklease ist die RNase MRP (Mitochondrial RNA Processing), die mit der RNase P bis zu zehn Proteine gemeinsam hat. Ein Unterschied ist die eigene RNA-Untereinheit sowie die Funktion. RNase MRP ist bei der Reifung der mitochondrialen 5,8S rRNA beteiligt. Während die RNase P/MRP in den Eukaryoten Hefe und Mensch sehr detailliert untersucht werden, gibt es bis dato nur wenig Wissen über die RNase P/MRP in Pflanzen. In dieser Arbeit wurden vier Proteine, die homolog zu den menschlichen RNase P/MRP Proteinen sind, identifiziert und näher charakterisiert. Zwei als RNase MRP-Typ annotierte RNAs wurden in dieser Arbeit in vivo nachgewiesen. Der Fokus dieser Arbeit lag dabei in der Charakterisierung der Transkriptions- und Translationsprodukte sowie deren Beziehung zu RNase P/MRP. Dabei wurden annotierte mRNAs bestätigt und neue Spleißvarianten identifiziert. Mit spezifischen Antikörpern, die die identifizierten Proteine erkennen, konnten die Proteine im Arabidopsis thaliana Proteinextrakt sowie im Weizenkeimproteinextrakt nachgewiesen werden. Mit AtPOP1p-spezifischen Antikörpern konnte RNase P-Aktivität aus einem Proteinextrakt isoliert werden. Darin befand sich auch eine der beiden RNase MRP RNAs, die Bestandteil der RNase P Funktion sein könnte. In dieser Arbeit wurden Grundlagen geschaffen, um das RNase P/MRP-System in Pflanzen genauer zu verstehen und zu untersuchen.

No description available.

L'endoribonucléase RNase L est essentiellement connu comme étant un acteur critique de l'immunité innée pour enrayer la progression d'une infection virale en clivant les ARN cellulaires. Son activité est régulée par de nombreux facteurs tels que la 2-5A et son inhibiteur, la RLI. Au cours de cette étude, nous avons démontré une implication de l'activité de la RNase L dans la régulation de la structure du domaine centromérique. Nous présentons dans ce manuscrit, les perturbations majeures engendrées par une augmentation ou une inhibition de l'activité de la RNase L représentées par une délocalisation de HP1-alpha et de CENP-C causant une déstructuration générale des chromosomes. Ces délocalisations de protéines centrales de la structure chromatinienne seraient causées par un défaut de la maturation des transcrits majeures péricentromériques lors d'une modulation de l'activité de la RNase L. Pour terminer, nous avons également identifié un potentiel trafic cyto-nucléaire empreinté par la RNase L. Nous proposons ainsi une fonction nucléaire inattendue de la RNase L par son implication dans la régulation des transcrits péricentromériques assurant l'intégrité structurale de la chromatine. / The endoribonuclease Latente (RNase L) is mostly known as a critical factor in the innate immunity during the cell's defence against a viral infection. The antiviral activity of RNase L which is characterize by it capacity of cleavage of viral RNA, is regulated by several factors like it activator the oligoadénylates 2-5A and his inhibitor RLI. In this manuscript, we have studied the role of the activity of RNase L in the regulation of the structure of centromeric domains. Our results show a general destructuration of chromosomes observed in cells over-expressing RNase L or RLI. These major aberrations are demonstrated by a delocalization of essentials proteins for the structure of chromatin: HP1-alpha and CENP-C. The mislocalization of these proteins could be provoked by a default in the maturation of major transcripts due to a modulation of the activity of RNase L. moreover, in this study, we have identified a mechanism regulating the cyto-nuclear shuttling of RNase L. therefore, we propose that a new nuclear function of RNase L: it's implication in the regulation of pericentromeric transcripts needed to stabilize the integrity of the structure of chromatin.

Le processus de maturation et de dégradation des ARNm chez les bactéries implique différentes ribonucléases (RNases). Une endoribonucléase a été découverte en 2009 chez Bacillus subtilis appelée RNase Y. Cette RNase joue un rôle central en catalysant la réaction de clivage initiatrice, un clivage endonucléolytique. Les fragments d'ARN issus du clivage par la RNase Y deviennent alors plus sensibles à la dégradation, en 5' et 3', par les exonucléases. En combinant ces différentes techniques, il s'est avéré que la RNase Y semble s'organiser sous forme d'un oligomère ayant une forme en anneau. Cet oligomère est homogène en microscopie, globulaire et structuré en SAXS. Le domaine ID lui n'est pas complètement déstructuré comme le révèle son analyse en SAXS. Il contient des éléments de structure secondaire de type hélice α et ne possède pas de structure tertiaire, comme le concluent respectivement les analyses en CD et RMN. L'analyse en SAXS de la forme dimérique de la RNase Y révèle que le dimère est structuré mais qu'il possède une forme allongée. Les tests d'activité in vitro sur la forme dimérique et oligomérique montre que ces deux formes sont activent. Les images collectées en cryo-microscopie nous permettrons d'obtenir une structure de meilleure résolution de l'oligomère, qui semble être constitué de 8 dimères de RNase Y. / Messenger RNA decay and processing in bacteria involve a set of various ribonucleases (RNases). In Bacillus subtilis, a newly discovered endoribonuclease called RNase Y was shown to play a central role in mRNA decay by catalyzing the initial endonucleolytic cleavage reaction. Its action releases several RNA pieces that are more sensitive to degradation by exoribonucleases. By combination of these different approaches, it was found that RNase Y seems to be organized in a oligomeric form with a ring shape. This oligomer is homogenous in microscopy, globular and structured in SAXS. The intrinsically disordered domain is not completely disordered as we can conclude with the SAXS analysis. It contains some secondary structural elements (α helix) but it has no tertiary structure as we can conclude with CD and NMR analysis respectively. SAXS analysis of the RNase Y dimeric form show that this dimeric form is structured but have a very elongated shape. In vitro activity tests on both oligomeric and dimeric form reveal that these two forms are active. Oligomer cryomicroscopy pictures collected will allow us to get a structure with a better resolution. At the moment, this oligomer seems to be composed by eight RNase Y dimer.

In Escherichia coli, the RNA degradosome is a protein complex involved in the general degradation of mRNA and in post-transcriptional gene regulation. The principal components of the degradosome complex are the endoribonuclease RNase E, the phosphorolytic exoribonuclease PNPase, the ATP-dependent RNA helicase RhlB, and the glycolytic enzyme enolase. The RNase E protein is a 1061 amino acid protein which can be divided into three major functional portions: the N-terminal catalytic activity portion; the central membrane anchoring and RNA binding portion; and the C terminal protein-interaction portion which bind to other major degradosome components. RraA and RraB (Regulator of RNase E activity) are protein regulators of RNase E discovered in our lab, which regulate RNase E by binding to the RNase E C-terminal region. The work presented here describes the regulation of rraB gene expression and in vitro studies of degradosome assembly and the effects of RraA/RraB inhibition. rraB is transcribed from its own promoter PrraB. A transposon insertion into glmS encoding glucosamine-6P synthase resulted in a 4 fold increase in the PrraB activity from a PrraB-lacZ fusion the indicating that glmS is serves as a negative regulator of rraB transcription. Consistent with this discovery, real-time RT-PCR revealed that glmS::Tn5 results in a 5-fold increase on the steady-state level of rraB mRNA. As part of this work we have reconstituted the degradosome from individually purified proteins. The binding sites of RraA and RraB overlap with the RNA binding and the RhlB interaction sites within the C-terminus of RNase E. We have characterized the effects of RraA and RraB on the decay of various RNA substrates by reconstituted degradosomes: RraA and RraB proteins were shown to inhibit the hydrolysis reaction a short substrate by RNase E by up to 50% in a mixed inhibition pattern. Inhibition of the decay of the long RNA substrates RNA1 or dsbC was much more severe with the RNA processing activity becoming reduced by as much as 80%. These studies have delineated the kinetic consequences of inhibition by RraA and RraB and provide further insights into the mechanisms that control RNA decay in bacteria. / text

In allen Organismen wird die genetische Information der DNA in mRNA umgeschrieben und diese im Cytosol als Vorlage für die Proteinbiosynthese benutzt. Dabei dienen tRNAs als codonspezifische Adaptermoleküle, die als Vorläufermoleküle (pre-tRNA) transkribiert werden. Eine Reaktion bei der Reifung übernimmt die Ribonuklease P (RNase P). Sie ist eine essentielle Endonuklease, die die 5\\\''-Flanke von pre-tRNAs entfernt. Eine weitere Endonuklease ist die RNase MRP (Mitochondrial RNA Processing), die mit der RNase P bis zu zehn Proteine gemeinsam hat. Ein Unterschied ist die eigene RNA-Untereinheit sowie die Funktion. RNase MRP ist bei der Reifung der mitochondrialen 5,8S rRNA beteiligt. Während die RNase P/MRP in den Eukaryoten Hefe und Mensch sehr detailliert untersucht werden, gibt es bis dato nur wenig Wissen über die RNase P/MRP in Pflanzen. In dieser Arbeit wurden vier Proteine, die homolog zu den menschlichen RNase P/MRP Proteinen sind, identifiziert und näher charakterisiert. Zwei als RNase MRP-Typ annotierte RNAs wurden in dieser Arbeit in vivo nachgewiesen. Der Fokus dieser Arbeit lag dabei in der Charakterisierung der Transkriptions- und Translationsprodukte sowie deren Beziehung zu RNase P/MRP. Dabei wurden annotierte mRNAs bestätigt und neue Spleißvarianten identifiziert. Mit spezifischen Antikörpern, die die identifizierten Proteine erkennen, konnten die Proteine im Arabidopsis thaliana Proteinextrakt sowie im Weizenkeimproteinextrakt nachgewiesen werden. Mit AtPOP1p-spezifischen Antikörpern konnte RNase P-Aktivität aus einem Proteinextrakt isoliert werden. Darin befand sich auch eine der beiden RNase MRP RNAs, die Bestandteil der RNase P Funktion sein könnte. In dieser Arbeit wurden Grundlagen geschaffen, um das RNase P/MRP-System in Pflanzen genauer zu verstehen und zu untersuchen.

No description available.

No description available.

No description available.

Ribonucleases (RNases) H1 and H2 are endonucleases that hydrolyze the RNA strand of RNA-DNA hybrids forming at the chromosomal level as well as extra-chromosomal hybrids. Extra-chromosomal RNA-DNA hybrids can frequently occur in cells as intermediate structures in the process of reverse transcription and generation of cDNA by retrotransposition. It is known that mutations in RNase H2 are found in Aicardi-Goutières syndrome (AGS) patients. AGS is a rare but severe immune-mediated neurodevelopmental disorder. Currently, the mechanism by which defects in RNase H2 cause AGS is still unclear. We hypothesized that defects in RNases H, including those associated with AGS can trigger the accumulation of extra-chromosomal RNA-DNA hybrids. Thus, we speculate that increased stability of such free RNA-DNA hybrid structures could be a likely trigger for stimulating the autoimmune system, mimicking a viral infection in AGS patients. RNase H2 protein subunits of human and yeast Saccharomyces cerevisiae RNase H2 proteins have conserved amino acid sequences. Based on the similarity between human and yeast RNase H2, we thought to utilize S. cerevisiae as a research model to generate and study several AGS-related mutants. Initially, we set up an assay to detect retrotransposition activity in the budding yeast by introducing a recombinant DNA which includes a Ty1 retrotransposable element fused to an inactive his3 marker gene. To test whether the retrotransposition assay works in our yeast strains, we treated yeast cells with phosphonoformic acid (PFA) or knocked out DBR1 gene coding for the RNA lariat debranching enzyme. Both approaches strongly reduced the frequency of retrotransposition in our strains, demonstrating that the system was working as expected. Next, we examined whether yeast cells with defective forms of RNases H or AGS-orthologous mutants of RNase H2 had altered retrotransposition activity compared with cells with wild-type RNases H. Results showed that the retrotransposition activity was repressed in the absence of both types of RNase H. In addition, AGS-related mutants showed decreased retrotransposition frequencies when RNase H1 was also knocked-out. These findings are relevant to uncover the mechanism of the AGS.