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Hervé Le Hir

Expression des ARN messagers eucaryotes

Contexte

Chez les eucaryotes, la régulation de l’expression génique au niveau post-transcriptionnelle est basée sur un réseau complexe et dynamique d’interactions ARN-protéine. Par exemple, les ARN messagers (ARNm) doivent contenir une phase ouverte de lecture complète mais également porter les informations nécessaires à leur localisation subcellulaire, leur traduction et leur stabilité. Or, la majorité de ces informations est véhiculée par les protéines qui couvrent les ARNm et constituent les particules ribonucléoprotéiques (RNP), considérées comme les formes fonctionnelles sous lesquelles les ARNm existent dans les cellules. Raisons pour lesquelles de nombreuses pathologies sont associées à l’absence ou à des défauts fonctionnels des protéines de liaison à l’ARN. Aujourd’hui, un défi important consiste à disséquer les mécanismes qui orchestrent l’assemblage des particules RNP et notamment le rôle joué par les moteurs moléculaires qui en assurent le dynamisme.

Résultats marquants

L’équipe animée par Hervé Le Hir s’intéresse particulièrement au complexe multiprotéique EJC (Exon Junction Complex), déposé sur les ARNm nucléaires par la machinerie d’épissage. L’EJC constitué d’une douzaine de protéines, accompagne les ARNm dans leur transport vers le cytoplasme et durant ce voyage, communique avec les machineries cellulaires responsables du transport, de la traduction et du contrôle qualité des ARNm. Cette équipe combine des approches de biochimie, de biophysique, de biologie moléculaire et cellulaire, et transcriptomiques pour étudier l’assemblage et les propriétés dynamiques de l’EJC afin d’élucider ses fonctions.
Ils ont tout d’abord reconstitué le cœur de l’EJC à l’aide de protéines recombinantes puis résolu sa structure tridimensionnelle. Ainsi, ils ont montré comment l’ARN hélicase eIF4AIII et ses partenaires Magoh, Y14 et MLN51 se lient de manière stable aux ARNm indépendamment de leur séquence primaire, révélant ainsi le premier exemple d’une ARN hélicase servant de "pince à ARN". Cette équipe a également montré comment le cœur de l’EJC sert de plate-forme d’ancrage à des facteurs impliqués dans l’activation de la traduction des ARNm et le NMD ("nonsense-mediated mRNA decay"), un processus de contrôle qualité qui élimine les ARNm aberrants.
Plus récemment, cette équipe a combiné des méthodes de purification de complexes ARN-protéines au séquençage à haut-débit (CLIP-seq) pour établir la première carte des sites de liaison de l’EJC dans les cellules humaines. Actuellement, cette stratégie est utilisée pour étudier l’assemblage de l’EJC dans divers contextes cellulaires.
Tous les processus impliquant des molécules d’ARN nécessitent l’intervention d’ARN hélicases qui utilisent l’énergie de l’hydrolyse de l’ATP pour fondre des structures ARN ou remodeler des interactions ARN-protéines. Si ces moteurs moléculaires sont essentiels, leur mode d’action et leurs cibles sont rarement connus. Cette équipe utilise des outils biochimiques et biophysiques pour caractériser à l’échelle de la molécule unique les propriétés d’ARN hélicases comme Upf1 qui est essentielle pour le NMD.

Wang Z, Murigneux V, Le Hir H. Transcriptome-wide modulation of splicing by the Exon Junction Complex. Genome Biol. 2014 Dec 5 ;15(12):551.

Chazal PE, Daguenet E, Wendling C, Ulrycke N, Tomasetto C, Sargueil B, Le Hir H. EJC core component MLN51 interacts with eIF3 and activates translation. P.N.A.S. (2013) 110(15):5903-8.

Fiorini F, Boudvillain M, Le Hir H. Tight intramolecular regulation of the human Upf1 helicase by its N- and C-terminal domains. Nucleic Acids Research. (2013) 41(4):2404-15.

Saulière J, Murigneux V, Wang Z, Marquenet E, Barbosa I, Le Tonquèze O, Audic Y, Paillard L, Roest Crollius H, Le Hir H. CLIP-seq of eIF4AIII reveals transcriptome-wide mapping of the human exon junction complex. Nature Structural and Molecular Biology (2012) 19(11):1124-31.

Barbosa I, Haque N, Fiorini F, Barrandon C, Tomasetto C, Blanchette M, Le Hir H. Human CWC22 escorts the helicase eIF4AIII to spliceosomes and promotes exon junction complex assembly. Nature Structural and Molecular Biology (2012) 19(10):983-90.

Saulière J, Haque N, Harms S, Barbosa I, Blanchette M, Le Hir H. The exon junction complex differentially marks spliced junctions. Nature Structural and Molecular Biology (2010). 17(10) : 1269-71.




Protein footprint on RNA
Protein footprint on RNA
Protein complex reconstitution
Protein complex reconstitution
EJC core structure
EJC core structure