Biogenèse de la télomérase chez l'humain

Trahan, Christian (2010). « Biogenèse de la télomérase chez l'humain » Thèse. Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Doctorat en biologie.

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Résumé

La dyskératose congénitale (DC) est une pathologie principalement caractérisée par une triade de phénotypes mucocutanés. Bien que les symptômes mucocutanés soit présents chez la majorité des sujets atteints, une multitude d'autres désordres qui varient d'un individu à l'autre peuvent également être observés. D'après la fonction des six gènes contenant des mutations associées à la DC identifiées à ce jour, il est considéré que la pathologie et les désordres qu'elle peut engendrer sont principalement causés par un défaut dans la biologie des télomères qui constituent les extrémités des chromosomes chez les eucaryotes. Cinq des six gènes identifiés codent pour des composantes de la télomérase (TERT, TERC, dyskérine, NOP10 et NHP2), une ribonucléoprotéine responsable du maintien de la longueur des télomères. La composante ARN de la télomérase (TERC, aussi nommé hTR pour «human telomerase RNA»), et les protéines dyskérine, NOP10 et NHP2 ont cependant un autre lien qui les unit. Chez les vertébrés, la moitié 3’ de l'ARN de la télomérase adopte une structure similaire aux petits ARN nucléolaires (snoRNA) et aux petits ARN des corps de Cajal (scaRNA) de la famille H/ACA. Il y a des évidences que la dyskérine (une pseudouridyne synthase), NOP10, NHP2 et le facteur d'assemblage nucléaire 1 (NAF1) forment un tétramère protéique qui est assemblé avec les transcrits H/ACA naissants de façon co-transcriptionelle pour former des ribonucléoprotéines H/ACA précoces (pré-RNP) non-fonctionnelles. Suite à leurs maturations selon un mécanisme encore inconnu, ces particules sont principalement impliquées dans la pseudouridylation d'ARN ribosomique précurseurs (pré-rRNA) et de petits ARN nucléaires (snRNA) du spliceosome. Bien qu'aucune cible de pseudouridylation n'ait été découverte pour hTR, son domaine H/ACA est essentiel à son accumulation in vivo. Nous avons tout d'abord mis au point un système in vitro de reconstitution et d'analyse de pré-RNP H/ACA. Ce système nous a permis d'analyser l'effet de mutations localisées dans le domaine H/ACA de hTR, dont certaines sont associées à la DC, ainsi que des mutations reliées à la DC qui sont localisées dans les protéines dyskérine, NHP2 et NOP10, sur la formation de pré-RNP H/ACA. Nous démontrons que NAF1 requiert la présence du trimère dyskérine-NOP10-NHP2 afin d'être efficacement incorporé aux pré-RNP H/ACA en général, à l'exception de U17, le seul ARN H/ACA impliqué dans le clivage d'ARN ribosomique (rRNA). Nous démontrons que la mutation C408G et la délétion Δ378-451 associées à la DC dans le domaine H/ACA de hTR, ainsi que des mutations des boîtes H et ACA abrogent la formation de pré-RNP, ce qui engendre probablement la dégradation des transcrits de hTR non assemblés in vivo. Nous mettons également en évidence un défaut d'assemblage spécifique du domaine H/ACA de hTR en pré-RNP causé par la mutation la plus prévalente dans la dyskérine (A353V). Les mutations V126M et Y139H dans NHP2 causent quant à elles, une perte d'association entre NHP2 et NOP10, ce qui engendre par conséquent l'abrogation de la formation de pré-RNP avec le domaine H/ACA de hTR ainsi qu'avec les autres ARN H/ACA en général. La mutation R34W dans NOP10 n'a aucun effet sur l'assemblage du tétramère protéique, mais abroge également l'assemblage de pré-RNP avec le domaine H/ACA de hTR et les autres ARN H/ACA en général à l’exception de ceux qui encodent des miRNA. Ces résultats indiquent qu'en plus d'affecter la biogenèse de hTR, la biogenèse de différentes populations de RNP H/ACA pourraient êtres affectées par des mutations dans la dyskérine, NHP2 ou NOP10. Ceci suggère que certains désordres de la DC pourraient êtres engendrés via les voies de biogenèse des rRNA, des snRNA, et même de certains miRNA chez des individus hébergeant certaines mutations dans ces trois protéines. Nous démontrons finalement par 3’ RLM-RACE que certains transcrits de hTR qui sont presque entièrement matures à l'extrémité 3’ sont assujettis à une oligoadénylation in vivo. Les bases moléculaires et les implications d'une telle oligoadénylation demeurent cependant inconnues. Il pourrait s'agir d'un élément requis pour la maturation finale de l'extrémité de hTR, ou bien d'un signal de dégradation de transcrits inadéquatement maturés. Nos résultats de 3’ RLM-RACE suggèrent également la présence d'élément(s) nécessaire(s) à une maturation efficace de l'extrémité 3’ de hTR localisé(s) en aval de 500 pb dans la séquence 3’ flanquante de hTR dans le génome. Enfin, des transcrits matures de hTR dont la boîte ACA fut mutée ne purent être observés par RLM-RACE, ce qui supporte l'hypothèse qu'en absence de formation de pré-RNP, les transcrits H/ACA naissants sont rapidement dégradés in vivo. Finalement notre système in vitro de reconstitution et d'analyse de pré-RNP H/ACA rend maintenant possible le criblage de petites molécules qui auraient comme effet de restaurer la formation de pré-RNP H/ACA qui affectées par les mutations reliées à la DC dans le domaine H/ACA de hTR et dans les protéines dyskérine, NOP10 et NHP2. Cela permettrait d'aboutir à une thérapie personnalisée afin de traiter des sujets atteints de DC. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Dyskératose congénitale, Télomérase, ribonucléoprotéines H/ACA, hTR, ARN H/ACA

Type: Thèse ou essai doctoral accepté ()
Informations complémentaires: La thèse a été numérisée telle que transmise par l'auteur
Directeur de thèse: Dragon, François
Mots-clés ou Sujets: Dyskératose congénitale, Télomérase
Unité d'appartenance: Faculté des sciences > Département des sciences biologiques
Déposé par: Service des bibliothèques
Date de dépôt: 20 janv. 2011 19:55
Dernière modification: 01 nov. 2014 02:17
Adresse URL : http://archipel.uqam.ca/id/eprint/3676

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