Equipe Mécanistique et régulation des ARN polymérases
CEA Saclay/Bât. 144
Tél: 33 1 69 08 84 17
E-mail: christophe.carles@cea.fr/michel.riva@cea.fr
iBiTec-S/SBIGeM/LREGE
Moyens humains
Christophe CARLES, Directeur de Recherche CEA
Michel RIVA, Directeur de Recherche CEA
Cécile DUCROT, Ingénieur
Gwenaëlle Le ROUX, Technicienne Supérieure
Thèmes de recherche
Parallèlement à ce travail, l’équipe s’est récemment intéressée à la régulation des ARN polymérases et, plus particulièrement, à celle de la Pol I. Cette enzyme synthétise le précurseur des grands ARN ribosomiques et son activité représente plus de 60% de l’activité trancriptionnelle des cellules. A partir de nos travaux sur la fonction d’une sous-unité spécifique de la Pol I (Peyroche et al, 2000), nous avons construit une souche mutante de levure dont la transcription Pol I en conditions de stress est dérégulée positivement (Laferté et al, 2006; Chédin et al, 2007). Cet outil nous a permis de montrer que les niveaux cellulaires des ARNm codant les protéines ribosomales, et de l’ARNr 5S étaient subordonnés au contrôle de la synthèse de l’ARNr 35S par la Pol I. Ce résultat suggère que l’activité transcriptionnelle de la Pol I est un élément déterminant dans le contrôle du niveau de biosynthèse des ribosomes. Nos travaux portent actuellement sur l’élucidation des mécanismes cellulaires qui mesurent le niveau d’activité de la Pol I, et comment cette information est transmise à la Pol II et à la Pol III pour réguler spécifiquement l’expression des gènes codant les protéines ribosomales et l’ARNr 5S respectivement. Ce travail est également mené chez les Eucaryotes supérieurs en collaboration avec les groupes de Nouria Hernandez (Lausanne) et d’ingrid Grummt (DKFZ, Heidelberg).
L’équipe est également impliquée dans l’étude de la structure tridimensionnelle des ARN Pol I et III et des complexes transcriptionnels et a établi des collaboration avec des équipes spécialistes du domaine (P. Schultz, IGBMC-Strasbourg et Christoph Müller, EMBL-Heidelberg). Au contraire de l’ARN Pol II pour laquelle une structure cristallographique à l’échelle atomique a été déterminée, les deux autres formes d’enzyme n’ont pas encore été cristallisées. Cependant l’enveloppe tri-dimensionnelle à basse résolution de la Pol I et de la Pol III a été déterminée par microscopie électronique par les équipes de Strasbourg et d’Heidelberg respectivement (Bischler et al, 2002 ; Fernandez-Tornero et al, 2007). Ces études confirment la très grande conservation structurale de ces enzymes. Les études actuelles visent à cristalliser ces formes d’enzyme et/ou de sous-complexes ainsi qu’à aborder l’étude de la structure du complexe de pré-initiation de la Pol I.
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Enveloppe tri-dimensionnelle de l'ARN Pol III de levure obtenue par microscopie électronique: le chemin de l'ADN (bleu) et de l'ARN (rouge) est indiqué.
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Mots-clés
Transcription, expression génique, régulation de l’expression des gènes, complexes multiprotéiques, biosynthèse des ribosomes
Publications
Beckouët F, Mariotte-Labarre S, Peyroche G, Nogi Y, Thuriaux P. (2011). Rpa43 and its partners in the yeast RNA polymerase I transcription complex. FEBS Lett, 585, 3355-3359.
Dieci G, Ruotolo R, Braglia P, Carles C, Carpentieri A, Amoresano A, Ottonello S. (2009). Positive modulation of RNA polymerase III transcription by ribosomal proteins. Biochem Biophys Res Commun. 379, 489-493.
Tavenet A, Suleau A, Dubreuil G, Ferrari R, Ducrot C, Michaut M, Aude J C, Dieci G, Lefebvre O, Conesa C, Acker J. (2009). Genome-wide location analysis reveals a role for Sub1 in RNA polymerase III transcription. Proc Natl Acad Sci U S A. 106, 14265-14270.
Alic N, Ayoub N, Landrieux E, Favry F, Baudouin-Cornu P, Riva M, Carles C. (2007). Selectivity and proofreading both contribute significantly to the fidelity of RNA polymerase III transcription. Proc Natl Acad Sci USA. 104, 10400-10405
Chédin S, Laferté A, Hoang T, Lafontaine D, Riva M, Carles C. (2007). Is Ribosome Synthesis Controlled by Pol I Transcription? Cell Cycle. 6, 11-15.
Fernandez-Tornero C, Böttcher B, Riva M, Carles C, Steuerwald U, Ruigrok RWH, Sentenac A, Müller CW, Schoehn G. (2007). Insights into Transcription Initiation and Termination from the Electron Microscopy Structure of Yeast RNA Polymerase III. Mol Cell. 25, 813-823.
Oliva-Trastoy, M., Berthonaud, V., Chevalier, A., Ducrot, C., Marsolier-Kergoat, M.C., Mann, C., and Leteurtre, F. (2007). The Wip1 phosphatase (PPM1D) antagonizes activation of the Chk2 tumour suppressor kinase. Oncogene 26, 1449-1458.
Ducrot, C., Lefebvre, O., Landrieux, E., Guirouilh-Barbat, J., Sentenac, A., and Acker, J. (2006). Reconstitution of the yeast RNA polymerase III transcription system with all recombinant factors. J Biol Chem 281, 11685-11692.
Laferté A, Favry E, Sentenac A, Riva M, Carles C, Chédin S. (2006). The transcriptional activity of RNA polymerase I is a key determinant for the level of all ribosome components. Genes and Dev. 20, 2030-2040.
Landrieux E, Alic N, Ducrot C, Acker J, Riva M, Carles C. (2006). A subcomplex of RNA polymerase III subunits involved in transcription termination and reinitiation. EMBO J. 25, 118-128.
Soutourina, J., Bordas-Le Floch, V., Gendrel, G., Flores, A., Ducrot, C., Dumay-Odelot, H., Soularue, P., Navarro, F., Cairns, B.R., Lefebvre, O., and Werner, M. (2006). Rsc4 connects the chromatin remodeler RSC to RNA polymerases. Mol Cell Biol 26, 4920-4933.
Bouchoux C, Hautbergue G, Grenetier S, Carles C, Riva M, Goguel V. (2004). CTD kinase I is involved in RNA polymerase I transcription. Nucleic Acids Res. 32, 5851-5860.
De Carlo S, Carles C, Riva M, Schultz P. (2003). Cryo-negative staining reveals conformational flexibility within yeast RNA polymerase I. J Mol Biol. 329, 891-902.
Bischler N, Brino L, Carles C, Riva M, Tschochner H, Mallouh V, Schultz P. (2002). Localization of the yeast RNA polymerase I-specific subunits. EMBO J. 21, 4136-4144.
Peyroche G, Levillain E, Siaut M, Callebaut I, Schultz P, Sentenac A, Riva M, Carles C. (2002). The A14-A43 heterodimer subunit in yeast RNA pol I and their relationship to Rpb4-Rpb7 pol II subunits. Proc Natl Acad Sci USA. 99, 14670-14675.
Fath S, Milkereit P, Peyroche G, Riva M, Carles C, Tschochner H. (2001). Differential roles of phosphorylation in the formation of transcriptional active RNA polymerase I. Proc Natl Acad Sci USA. 98, 14334-14339.
Ferri ML, Peyroche G, Siaut M, Lefèbvre O, Carles C, Conesa C, Sentenac A. (2000). A novel subunit of yeast RNA polymerase III interacts with the TFIIB-related domain of TFIIIB70. Mol Cell Biol. 20, 488-495.
Peyroche G, Milkereit P, Bischler N, Tschochner H, Schultz P, Sentenac A, Carles C, Riva M. (2000). The recruitment of RNA polymerase I on rDNA is mediated by the interaction of the A43 subunit with Rrn3. EMBO J. 19, 5473-5482.
Flores A, Briand JF, Gadal O, Andrau JC, Rubbi L, Van Mullem V, Boschiero C, Goussot M, Marck C, Carles C, Thuriaux P, Sentenac A, Werner M. (1999). A protein-protein interaction map of yeast RNA polymerase III. Proc Natl Acad Sci USA. 96, 7815-7820.
Voutsina A, Riva M, Carles C, Alexandraki D. (1999). Sequence divergence of the RNA polymerase shared subunit ABC14.5 (Rpb8) selectively affects RNA polymerase III assembly in Saccharomyces cerevisiae Nucleic Acids Res. 27, 1047-1055.
Carles C, Riva, M. (1998). Yeast RNA polymerase I subunits and genes, in Transcription of Eukaryotic Ribosomal RNA Genes by RNA Polymerase I, M. R. Paule (ed.) R.G. Landes &Co., Austin, 9-38.
Arrebola R, Manaud N, Rozenfeld S, Marsolier MC, Lefèbvre O, Carles C, Thuriaux P, Conesa C, Sentenac A. (1998). tau 91, an essential subunit of yeast transcription factor IIIC, cooperates with tau 138 in DNA binding. Mol Cell Biol. 18, 1-9.
Chédin S, Riva M, Schultz P, Sentenac A, Carles C. (1998). The RNA cleavage activity of RNA polymerase III is mediated by an essential TFIIS-like subunit and is important for transcription termination. Genes and Dev. 12, 3857-3871.
Chédin S, Ferri ML, Peyroche G, Andrau JC, Jourdain S, Lefèbvre O, Werner M, Carles C, Sentenac A. (1998). The yeast RNA polymerase III transcription machinery : a paradigm for eukaryotic gene activation. Cold Spring Harb Symp Quant Biol. 63, 381-389.
Manaud N, Arrebola R, Buffin-Meyer B, Lefèbvre O, Voss H, Riva M, Conesa C, Sentenac A. (1998). A chimeric subunit of yeast transcription factor IIIC forms a subcomplex with tauc 95. Mol Cell Biol. 18, 3191-3200.
Boullais C, Riva M, Noël JP. (1997). New chemo-enzymatic synthesis of very high specific radioactivity [35S] (S) methionine [1]. J Labelled Compd Rad. 39, 621-624.
Gadal O, Mariotte-Labarre S, Chédin S, Quémeneur E, Carles C, Sentenac A, Thuriaux P. (1997). A34.5, a nonessential component of yeast RNA polymerase I, cooperates with subunit A14 and DNA topoisomerase I to produce a functional rRNA synthesis machine Mol Cell Biol. 17, 1787-1795.
Huet J, Conesa C, Carles C, Sentenac A. (1997). A cryptic DNA binding domain at the COOH terminus of TFIIIB70 affects formation, stability and function of preinitiation complexes J Biol Chem. 272, 18341-18349.
Lanzendorfer M, Smid A, Klinger C, Schultz P, Sentenac A, Carles C, Riva M. (1997). A shared subunit belongs to the eukaryotic core RNA polymerase. Genes and Dev. 11, 1037-1047.
Thomas M, Chédin S, Carles C, Riva M, Famulok M, Sentenac A. (1997). Selective targeting and inhibition of yeast RNA polymerase II by RNA aptamers. J Biol Chem. 272, 27980-27986.
Principales collaborations
- Dr Nouria Hernandez ( CIG, Lausanne)
- Dr Christoph Müller (EMBL, Heidelberg)
- Dr Patrick Schultz (IGBMC, Strasbourg)
- Dr Terence Strick ( IJM, Paris VII)