Étude des mécanismes de contrôle de l’ARNm par les riborégulateurs traductionnels d’Escherichia coli

Abstract

Les bactéries utilisent un large éventail de mécanismes afin d’ajuster avec précision le niveau d’expression génique en fonction des besoins cellulaires. Aujourd’hui, il est clair que les ARN régulateurs ont une fonction clef dans ce phénomène d’adaptation. Parmi eux se trouvent les riborégulateurs. Ces éléments génétiques sont localisés dans la région 5’ non traduite de certains ARNm bactériens. La liaison d’un métabolite au riborégulateur induit un changement conformationnel de l’ARNm ce qui contrôle l’expression du gène en aval. Durant mes recherches doctorales, je me suis intéressée aux riborégulateurs thiM et btuB d’Escherichia coli, reconnaissant respectivement la thiamine pyrophosphate et l’adénosylcobalamine. Ces deux riborégulateurs étaient initialement connus pour bloquer l’initiation de la traduction du gène adjacent suite à la liaison du ligand. Cependant, mes travaux ont montré que l’arrêt de la traduction est corrélé à une diminution du niveau d’ARNm des gènes régulés. Dans le cas du riborégulateur thiM, j’ai démontré que l’inhibition de la traduction est un prérequis à la diminution de l’ARNm. Cette régulation implique une séquence unique de l’ARNm qui induit à la fois une terminaison de la transcription Rho-dépendante et l’initiation de la dégradation. Mes résultats suggèrent que ce mécanisme de contrôle serait davantage répandu. Cette découverte établit ainsi un nouveau paradigme expliquant le fonctionnement des riborégulateurs bactériens. Au cours de mes recherches, j’ai également montré que le petit ARN OmrA s’apparie par complémentarité de séquence à btuB afin d’inhiber l’initiation de la traduction. L’expression du même gène est donc contrôlée au niveau traductionnel par deux catégories distinctes d’ARN non codants. Tout comme pour le riborégulateur, le blocage de la traduction induit par OmrA est suivi de la diminution rapide de l’ARNm. Étonnamment, mes résultats montrent que les voies de contrôle de l'ARNm employées par le riborégulateur et le petit ARN sont foncièrement différentes. Cette étude contribue grandement à améliorer la compréhension des mécanismes corrélant la traduction à la dégradation.