Abstract :
[fr] Les protéines SR constituent une famille de facteurs d’épissage conservés chez les eucaryotes multicellulaires. Elles sont qualifiées d’essentielles pour assurer les processus épissage (constitutif et alternatif) par l’influence qu’elles ont sur le choix des sites d’épissage le long du pré-ARNm. Ces protéines présentent une organisation modulaire comprenant un à deux domaines de liaison à l’ARN (RRM, pour RNA recognition motif) généralement en position N-terminale et un domaine riche en dipeptides sérine/arginine (SR) ou arginine/sérine (RS) en position C-terminale. Certaines protéines SR bénéficient d’une dynamique nucléocytoplasmique et sont connues pour jouer des rôles additionnels dans le traitement de l’ARN (pré-)messager chez les mammifères, incluant la transcription, l’export de l’ARNm, la surveillance de la « qualité » (maturation) de l’ARNm et le contrôle de la traduction.
Les travaux antérieurs au laboratoire ont montré que le génome d’Arabidopsis thaliana présente 19 gènes encodant des protéines SR réparties en 7 sous-familles. Dans le cadre de cette thèse de doctorat, nous avons entrepris l’étude fonctionnelle de la sous-famille SR45, qui ne comprend qu’un seul gène chez A. thaliana et dont le pré-ARNm produit deux protéines fonctionnellement distinctes par épissage alternatif.
SR45 serait l’orthologue de la protéine animale RNPS1. Le mutant perte-de-fonction sr45-1 présente un retard de développement des parties aériennes et racinaires, un délai de la floraison et un nombre anormal d’organes floraux. De nombreuses études fonctionnelles ont mis en évidence l’implication de ce facteur dans la régulation de la biogenèse et de la signalisation de l’acide abscissique (ABA), dans les réponses immunitaires ou encore dans le contrôle de mécanismes épigénétiques. Elle participerait à la formation de l’EJC (exon-exon junction complex) et, conséquemment, à la dégradation des ARNms non-sens (NMD, nonsense-mediated decay).
Nous avons tout d’abord étudié chez des lignées transgéniques le profil d’expression de ce gène SR (fusion transcriptionnelle pSR45:EGFP), qui se démarque dans les embryons, les plantules, les tissus à croissance rapide et les inflorescences (gynécée, androcée, calice et corolle). Ce profil d’expression se corrèle aux expériences de quantification des ARNms (qRT-PCR) réalisées sur les différents organes de la plante, ainsi qu’à l’étude de la localisation protéique par fusion traductionnelle à l’EGFP (enhanced green fluorescent protein).
La méta-analyse de l’enrichissement fonctionnel des substrats ARN de SR45 nous a permis de mettre en évidence le rôle potentiel de cette protéine dans la régulation de l’homéostasie du fer. Nous nous sommes donc concentrés sur l’étude et la caractérisation du mutant sr45-1 lors de conditions hydroponiques déplétées et supplémentées en fer, mettant en évidence de profondes perturbations de l’homéostasie du fer chez le mutant (notamment au niveau racinaire et dans la production de siliques et graines). En effet, le mutant sr45-1 tend à accumuler des fortes concentrations en fer dans les racines, résultant subséquemment en l’émergence de stress oxydatifs. Cette accumulation racinaire de fer s’accompagne d’une diminution de la concentration en fer dans les parties aériennes accompagnée d’une chlorose accrue. Nous avons également constaté que le mutant sr45-1 présentait des phénotypes aggravés lorsqu’exposé à des concentrations accrues de cuivre ou de cadmium (résultats non publiés).
Nous nous sommes ensuite intéressés au réseau d’interaction protéine-protéine que SR45 établit grâce à des expériences de double-hybride en levures, avec comme point focal l’élucidation de sa possible intervention dans l’édification de l’EJC – un rôle particulièrement bien étudié chez son orthologue métazoaire (RNPS1). Certaines des interactions identifiées ont été par la suite confirmées in planta.
Pour étayer davantage l’étude de ce facteur d’épissage, nous avons également poursuivi l’identification de motifs ARN reconnus par le domaine RRM, et ce grâce à des approches de SELEX (systematic evolution of ligands by exponential enrichment). Nous avons conclu que le domaine RRM de SR45 reconnaît deux motifs ARN.
