Mécanismes contrôlant l'activité de Rnt1p, la ribonucléase III de la levure Saccharomyces cerevisiae

Abstract

Les ribonucléases forment une famille d'enzymes qui possèdent une activité de dégradation spécifique pour l'ARN. Elles catalysent les événements de maturation et de dégradation des ARNs d'une cellule. Ces différents processus de modification permettront une régulation des gènes au niveau post-transcriptionnel. Bien que les ribonucléases soient nombreuses et possèdent des activités variées, ces activités doivent être coordonnées et spécifiques pour certaines cibles. La coordination des activités de ces enzymes permettra une homéostasie au niveau des fonctions cellulaires. À ce jour, plusieurs ribonucléases ont été identifiées, mais leur rôle et leur mécanisme d'action dans le contexte cellulaire global sont encore très peu clairs. Puisque les ribonucléases chez la levure Saccharomyces cerevisiae ont été étudiées plus attentivement, nous avons utilisé cet organisme comme modèle d'étude. Pour comprendre comment les ribonucléases peuvent affecter l'expression des gènes au niveau de l'ARN, je me suis intéressé à une famille d'endoribonucléases spécifiques à l'ARN double brin (RNase III) qui sont impliquées dans divers processus de maturation et de dégradation de l'ARN. Au niveau post-transcriptionnel, plusieurs ARNs sont affectés par l'ablation génétique de cette enzyme (Rnt1p), suggérant qu'elle joue un rôle large dans la régulation des gènes. Dans le but de comprendre comment cette famille de protéines est régulée et comment elle peut réguler l'expression des gènes au niveau de l'ARN, nous avons établi une méthode de purification pour Rnt1p. En utilisant cette enzyme purifiée, nous avons conduit plusieurs essais biochimiques qui ont permis de déterminer que l'activité catalytique de Rnt1p est régie par différents éléments spécifiques retrouvés sur l'ARN. Ainsi, la reconnaissance d'un ARN par Rnt1p se ferait grâce à une structure tertiaire retrouvée sur l'ARN. Cet élément, en combinaison avec des éléments ribonucléiques retrouvés à des positions spécifiques sur l'ARN, permettrait d'influencer les activités de liaison et de clivage de Rnt1p. Bien que l'activité de clivage de Rnt1p soit limitée majoritairement à l'ARN double brin, nous avons été en mesure de démontrer que certains éléments ribonucléiques étaient suffisants pour conférer une activité de clivage sur de l'ADN. Somme toute, les résultats obtenus dans cette étude suggèrent que l'activité de Rnt1p est régulée majoritairement par des éléments qui sont retrouvés sur l'ARN. Certains de ces éléments sont spécifiques à Rnt1p, alors que d'autres semblent partagés par les membres de cette famille de protéines puisqu'ils affectent aussi l'activité des homologues de Rnt1p chez la bactérie et chez la levure à fission. Ainsi, il est possible que le spectre d’activités des RNases III eucaryotiques, de même que leur mode de régulation, soient conservés chez les organismes supérieurs. L'utilisation de Rnt1p comme protéine d’étude est donc un modèle important pour comprendre le mécanisme d'action de la RNase III chez les eucaryotes.