Rôles des protéines paralogues PDCD2 et PDCD2L dans la biogenèse des ribosomes chez l’humain

Abstract

Le ribosome est un complexe ribonucléoprotéique essentiel dans la cellule. Composé de 80 protéines ribosomiques et de quatre ARN ribosomiques, il a comme fonction de traduire les ARNm en protéines. La synthèse d’un tel complexe n’est pas simple. La biogenèse des ribosomes débute au nucléole par la transcription d’un long ARN ribosomique (ARNr) polycistronique qui sera clivé et modifié et auquel se joindront au moment opportun les protéines ribosomiques et des facteurs de biogenèse. Les sous-unités 40S et 60S immatures sont ensuite exportées indépendamment au cytoplasme à l’aide de l’exportine XPO1, où elles subiront leur maturation finale. Tout comme les ribosomes, les protéines ribosomiques sont essentielles dans la cellule. Effectivement, plusieurs maladies, appelées « ribosomopathies », sont causées par une déficience en certaines de ces protéines. uS5 est la protéine ribosomique d’intérêt au laboratoire. Celle-ci est méthylée par PRMT3, une méthyltransférase d’arginines. Chez la souris, la déplétion de PRMT3 entraîne une hypométhylation de uS5 et un retard de croissance pré-sevrage, mais aucun défaut au niveau du profil de ribosomes. Nous nous sommes donc intéressés à l’importance de la relation entre uS5 et PRMT3 dans la cellule et avons posé l’hypothèse que la fonction du duo protéique est extraribosomique et dépendante d’une association avec d’autres protéines. Une approche de protéomique quantitative nous a permis d’identifier deux nouveaux partenaires cellulaires de PRMT3 et uS5 : PDCD2 et PDCD2L, deux protéines dont la fonction est méconnue. Nous avons montré que PDCD2L s’associe avec la sous-unité 40S en maturation tardive et qu’un NES fonctionnel lui permet de faire la navette entre le noyau et le cytoplasme. PDCD2L n’est pas essentiel pour l’export de la sous-unité 40S, mais sa délétion entraîne un changement de ratio 60S/40S libres à la hausse, indiquant une déficience en sous-unité 40S. Nos résultats suggèrent que PDCD2L jouerait un rôle dans la maturation tardive de la sous-unité 40S. PDCD2, de son côté, s’associe de façon co-traductionnelle avec uS5. Sa déplétion mène à des défauts de maturation des précurseurs de l’ARNr 18S et à une diminution du niveau de uS5 libre et associé au ribosome. L’interaction entre PDCD2 et uS5 a lieu au cytoplasme et aux nucléoles. Ces données supportent un rôle pour PDCD2 de chaperon dédié à uS5. Nos résultats démontrent que le système de chaperons dédiés aux protéines ribosomiques observé principalement chez la levure est bien conservé chez l’humain. Ces études nous ont également permis de mettre en lumière les interactions extra-ribosomiques que uS5 entretient avec PRMT3, PDCD2, PDCD2L et ZNF277. Nous avons observé la formation de quatre trimères formés par ces protéines, avec uS5 comme protéine centrale, dévoilant un niveau de complexité inattendu pour la régulation de l’interaction entre uS5 et la sous-unité 40S ou pour la régulation d’une potentielle fonction extra-ribosomique de uS5.