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Recodage traductionnel des ARNm des sélénoprotéines

Unité de Recherche

UPR 9002 - Architecture et réactivité de l'ARN (IBMC)
15, rue Rene Descartes 67084 - Strasbourg Cedex

Équipe

Nom : Évolution des Systèmes d'Initiation de la Traduction chez les Eucaryotes

Responsable : ERIANI Gilbert - g.eriani@ibmc-cnrs.unistra.fr

Téléphone du responsable : 03 88 41 70 42

Site web : Accéder au site

Composition de l'équipe :
- Chercheurs : 4
- ITA : 1
- Doctorants : 1
- Post-Docs : 1
- Autres : 1

Publications majeures de l'équipe relatives au sujet au cours des 3 dernières années (le cas échéant, 3 publications récentes du DT) :
1) Wurth L, Gribling-Burrer A.S, Verheggen C, Leichter M, Takeuchi A, Baudrey S, Martin F, Krol A, Bertrand E and Allmang C. (2014). Hypermethylated capped selenoprotein mRNAs in mammals. Nucleic Acids Res. 42, 8663–8677.
2) Boulon S, Marmier-Gourrier N, Pradet-Balade B, Wurth L, Verheggen C, Jády BE, Rothé B, Pescia C, Robert MC, Kiss T, Bardoni B, Krol A, Branlant C, Allmang C*, Bertrand E* and Charpentier B* (2008). The HSP90 chaperone controls the biogenesis of L7Ae RNPs through conserved machinery. J. Cell Biol. 180, 579-595. (*) Corresponding authors
3) Martin, F., Barends, S., Jaeger, S., Schaeffer, L., Prongidi-Fix, L. et Eriani, G. (2011)
Cap-assisted internal initiation of translation of histone H4. Molecular Cell 41, 197-209.

Concernant la thèse

Directeur de Thèse : ALLMANG-CURA Christine - c.allmang@ibmc-cnrs.unistra.fr

Téléphone : 03 88 41 70 80

Co-encadrant : non

Co-tutelle : non

Co-Directeur : non

Concernant le sujet proposé :

Titre : Recodage traductionnel des ARNm des sélénoprotéines

Projet : La synthèse des sélénoprotéines, acteurs majeurs dans la protection contre le stress oxydant, est assurée par un mécanisme complexe de recodage traductionnel d'un codon UGASec. Chez les mammifères, ce processus est conditionné par le recrutement de facteurs spécialisés dans la région 3' non codante de l'ARNm des sélénoprotéines. Une structure en tige-boucle ou ARN SECIS (Selenocysteine Insertion Sequence) est reconnue spécifiquement par la protéine SBP2 et permet de recruter les facteurs de traduction spécialisés. Nous avons démontré que l'assemblage des ARNm de sélénoprotéines, mais également le mécanisme de maturation de leur coiffe sont particuliers (Boulon et al., J Cell Biol. 2008; Wurth, Gribling-Burrer et al., NAR 2014). En effet, les ARNm eucaryotes se caractérisent généralement par la présence d'une coiffe monométhylée m7G à leur extrémité 5'. Celle-ci est reconnue par de multiples effecteurs protéiques et joue un rôle essentiel dans l'initiation de la traduction des ARNm ainsi que dans leur localisation et dégradation. Nos travaux ont montré que certains ARNm de sélénoprotéines échappaient à cette règle et possédaient une coiffe hyperméthylée m3G, ce qui devrait en principe empêcher l'initiation de leur traduction par la machinerie traductionnelle conventionnelle (Wurth, Gribling-Burrer et al., NAR 2014).
Cette particularité suggère l'existence un mécanisme d'initiation alternatif que nous proposons d'étudier dans le cadre du présent projet de thèse.

Les aspects suivants seront analysés :
(1) Le mécanisme d'initiation de la traduction des ARNm de sélénoprotéines, (2) l'identification des facteurs impliqués et (3) l'analyse structurale des complexes ARNm de sélénoprotéines/ribosomes. La reconnaissance de la coiffe m7G des ARNm par le facteur d'initiation eIF4E joue un rôle essentiel dans le recrutement du ribosome sur l'ARNm. L'objectif principal sera de déterminer si la traduction des sélénoprotéines est dépendante du facteur canonique eIF4E, d'un facteur d'initiation spécialisé ou est indépendante de la coiffe. Nous testerons l'ensemble de ces hypothèses. Pour cette étude, différentes approches de biologie moléculaire et cellulaire seront combinées : immunoprecipitation de complexes ARN-protéine endogènes dans les cellules de mammifères, tests de fixation des ribosomes (gradients de sucrose, « toeprint ») et identification de facteurs d'initiation putatifs (spectrométrie de masse). L'étude fonctionnelle des facteurs identifiés sera réalisée in vivo par transfection cellulaire, siRNA et traduction de protéines in vitro.
Des méthodes de purification de complexes ARNm/ribosomes couplées à des analyses haut débit (RNA-seq) et de protéomique seront utilisées afin d'analyser les mécanismes de traduction. Enfin, l'analyse structurale de complexes ARNm de sélénoprotéines/ribosomes sera réalisée par cryo-microscopie électronique (en collaboration avec Y. Hashem).

Nous avons développé les technologies et disposons de l'ensemble des outils pour permettre la mise en œuvre immédiate de ce projet et sa réalisation dans le cadre d'une thèse. Les résultats de ce projet devraient aider à comprendre comment est assuré le contrôle de la traduction des mRNP de sélénoprotéines.

Compétences souhaitées : Le/la candidat(e) devra posséder un Master 2 dans le domaine de la biologie. Des compétences de base en biologie moléculaire et cellulaire (clonage, expression, mutagenèse), biochimie des protéines, des acides nucléiques ainsi qu'en bioinformatique sont souhaitées.

Expertises qui seront acquises au cours de la formation : A l'issue de la thèse, l'étudiant(e) maitrisera les techniques d'étude des ARN, ADN. Il/elle disposera d'une solide expérience dans les méthodes de caractérisation des complexes ARN/protéine et protéine/protéine in vitro et in vivo, ainsi que l'étude de leur fonction. Il/elle aura également acquis des compétences en culture cellulaire eucaryote, en analyse structurale.