La traduction locale permet un contrôle spatial de l'expression des gènes. Dans ce travail, j'ai participé à deux cribles de localisation d'ARNm concernant plus de 1000 transcrits. Le premier était un crible double ARNm/protéine qui utilisait une approche de BAComics pour co-détecter les ARNm et la protéine pour laquelle ils codent. Le second a été réalisé à l'aide d'une nouvelle approche smFISH à haut-débit et a analysé tous les ARNm codant pour des protéines centrosomales et des régulateurs mitotiques. Le premier crible a révélé des cas de traduction locale dans divers compartiments subcellulaires, et notamment au niveau des protrusions cytoplasmiques, des centrosomes, de l’appareil de Golgi, des endosomes et des pores nucléaires, ce qui n'avait jamais été décrit auparavant. De manière remarquable, la traduction du peptide naissant était nécessaire pour le transport de nombreux transcrits localisés. De plus, j'ai montré que plusieurs ARNm (tels que ASPM et DYNC1H1) sont traduits dans des structures dédiées appelées usines de traduction.Le deuxième crible a révélé 8 transcrits localisés et traduits au niveau des centrosomes. J'ai montré que la localisation de ces 8 transcrits est régulée par le cycle cellulaire et qu'elle nécessite également la traduction du polypeptide naissant. En utilisant le gène ASPM comme modèle, j'ai visualisé des ARNm et des polysomes uniques avec les systèmes MS2 et SunTag, respectivement. Cela a révélé un transport dirigé des polysomes ASPM vers les centrosomes au début de la mitose, lorsque cet ARNm commence à être localisé. Ces données fournissent des preuves fortes d'un mécanisme de ciblage co-traductionnel dépendant de moteurs moléculaires ainsi que de la protéine naissante. Cela va à l'encontre du dogme actuel selon lequel le transport d'ARNm est un processus basé sur l'ARN et agissant sur des molécules réprimées pour la traduction. En revanche, cela suggère que des mécanismes tels que celui utilisé par le SRP sont plus répandus qu'on ne le pensait auparavant. / Local translation allows a spatial control of gene expression. Here, I participated in two mRNA localization screens imaging more than 1000 transcripts in total: (i) the first was a dual mRNA/protein screen that used a BAComics approach to co-detect mRNAs and the protein they encode; (ii) the second was done using a new high-throughput smFISH approach to screen all genes that encode centrosomal proteins and mitotic regulators. The first screen revealed cases of local translation at various subcellular compartments including cytoplasmic protrusions, centrosomes, Golgi, endosomes and the nuclear pore, which was never described before. Remarkably, translation of the nascent peptide was required for the transport of many localized transcripts. In addition, I showed that several mRNAs (such as ASPM and DYNC1H1) are translated in dedicated structures called translation factories.The second screen revealed 8 transcripts that are localized and translated at the centrosome. I showed that the localization of these 8 transcripts is regulated by the cell cycle, and that it also requires translation of the nascent polypeptide. Using the endogenous ASPM gene as a model, I imaged single mRNAs and polysomes with the MS2 and SunTag systems, respectively. This revealed a directed transport of ASPM polysomes towards centrosomes at the onset of mitosis, when this mRNA starts localizing. These data provide definitive evidence for a co-translational targeting mechanism dependent on motors as well as the nascent protein. This argues against the current dogma that mRNA transport is an RNA-based process acting on translationally repressed molecules. Instead, it suggests that SRP-like mechanisms are more widespread than previously thought.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2019MONTT025 |
| Date | 12 November 2019 |
| Creators | Safieddine, Adham |
| Contributors | Montpellier, Bertrand, Édouard, Peter, Marion |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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