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Mercredi 05 Septembre 2007

La biogenèse des ribosomes : une partition orchestrée par l'ARN polymérase I.

Genes & Dev. (2006), 20, 2030-2040
Chez les Eucaryotes, la biogenèse des ribosomes implique les trois systèmes transcriptionnels de la cellules (Pol I, Pol II et Pol III). La régulation coordonnée de ces trois systèmes pour la synthèse des composants du ribosomes, bien qu'envisagée, n'avait jamais été démontrée. Cette étude démontre l'existence de cette co-régulation et révèle le rôle de chef d'orchestre de la transcription pol I.




Notre équipe a mis en évidence le rôle central joué par l'ARN polymérase I dans la coordination des trois systèmes transcriptionnels nucléaires pour la biogenèse des ribosomes. Les ribosomes, éléments clés de la biosynthèse des protéines, sont des complexes formés d'ARN ribosomiques (ARNr) et de protéines ribosomales dont la synthèse implique, chez les eucaryotes, les trois formes d'ARN polymérase (Pol I, II et III) et mobilise plus de 80% de l'activité de transcription des cellules en croissance rapide. La construction d'une souche de levure (CARA) exprimant une forme de Pol I active dans des conditions de stress où elle est habituellement inhibée a permis de mettre en évidence la coordination des trois ARN polymérases. En effet, la dérégulation de la synthèse par la Pol I des grands ARN ribosomiques entraîne, de façon concomitante, celle de la Pol II qui affecte exclusivement les gènes codant les protéines ribosomales. De plus, dans la souche CARA, le niveau d'ARNr 5S synthétisé par la Pol III est affecté de façon parallèle à celui des grands ARN ribosomiques synthétisés par la Pol I. Ces résultats démontrent l'existence d'une communication entre les trois systèmes de transcription restreinte à la synthèse des composants du ribosome. Ils suggèrent, de plus, que la régulation de l'activité Pol I est le paramètre clé du contrôle de la biogenèse des ribosomes.

            
      
                       

                                                        ©CEA/C. Carles & M. Riva

   
Analyse comparative de l'expression des 6000 gènes de levure dans la souche sauvage (WT) et dans la souche CARA. En conditions normales de croissance (-rapamycine), les gènes d'une souche sauvage et de la souche CARA sont exprimés de façon identique (points situés sur la diagonale). En conditions répressives (+rapamycine), l'ensemble des gènes est régulé de façon similaire dans les deux souches à l'exception des gènes codant les protéines ribosomales (points noirs) dont l'abondance relative est plus élevée dans la souche CARA (points situés au-dessus de la diagonale).
  
                                    
Laferté A., Favry E., Sentenac A., Riva M, Carles C. and Chédin S. (2006) The transcriptional activity of RNA polymerase I is a key determinant for the level of all ribosome components Genes & Dev. 20, 2030-2040.