Des ARN C/D protègent l'ARNt-méthionine du clivage par l'angiogénine
Publié par Isabelle le 05/07/2019 à 14:00
Source: CNRS INSB

Par le jeu de complémentarité de base avec leurs ARN-cibles, les petits ARN C/D guident des méthylations en 2'-O-ribose sur certains nucléotides. Chez les eucaryotes, seuls les ARN ribosomiques et les snARN du spliceosome étaient connus pour être chimiquement modifiés via la machinerie des ARN C/D. Les chercheurs ont identifié de nouveaux ARN C/D capables de guider une méthylation en 2'-O-ribose sur un ARN de transfert: l'ARNt-méthionine. Ils ont de plus montré, qu'en condition de stress (Le stress (« contrainte » en anglais), ou syndrome général d'adaptation, est l'ensemble des réponses d'un...) oxydatif, cette modification protège l'ARNt-méthionine des clivages par l'angiogénine. Cette étude est publiée dans la revue Genes and Development.

Au sein des cellules, les ARN subissent après leur synthèse de nombreuses modifications chimiques sur de nombreuses positions nucléotidiques (environ 160 modifications différentes identifiées à ce jour). A l'instar de l'épigénétique, une nouvelle thématique de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par...) a récemment émergé - l'épitranscriptomique - qui vise à identifier et élucider le rôle de ces modifications dans la stabilité, la fonction et la localisation subcellulaires des ARN modifiés. Des défauts de modifications ont été retrouvés dans différentes pathologies telles que certaines maladies neurodégénératives et certains types de cancer (Le cancer est une maladie caractérisée par une prolifération cellulaire anormalement importante au sein d'un tissu normal de l'organisme, de telle manière...), suggérant des fonctions importantes.

Les méthylations en 2'-O-ribose sont des modifications de nucléotides très répandues, retrouvées sur de nombreux ARN cellulaires, aussi bien chez les bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries possèdent une...), les eucaryotes ou les archaées. Elles sont généralement produites par des enzymes appelées méthyltransférases qui reconnaissent de manière spécifique le nucléotide à modifier. La fibrillarine est une méthyltransférase particulière qui nécessite l'intervention de petits ARN non codants appelés ARN C/D. Ces petits ARN s'associent avec la fibrillarine et forment des appariements de base avec certains ARN qui positionnent le nucléotide à modifier dans le coeur catalytique de la fibrillarine. Dans les cellules eucaryotes, les ARN ribosomiques et les snARN étaient les seules cibles connus des ARN C/D.

Les ARN de transferts (ARNt) font partie des ARN cellulaires les plus modifiés et possèdent de nombreuses méthylations en 2'-O-ribose synthétisées par des enzymes spécifiques. Alors que cela était seulement connu chez les archées, les chercheurs ont identifié chez l'homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par distinction, l'homme prépubère...), deux ARN C/D capables de guider une même méthylation en 2'-O-ribose sur un ARN de transfert eucaryotique: l'ARNt méthionine (ARNt-met). En utilisant la technique CRISPR-Cas9 pour créer une lignée cellulaire n'exprimant plus ces ARN C/D, ils ont montré que le nucléotide modifié est la cytidine 34 qui est en première position de l'anticodon de l'ARNt-met.

Au-delà de leur rôle fondamental dans la traduction, certains ARNt sont clivés par une enzyme (Une enzyme est une molécule (protéine ou ARN dans le cas des ribozymes) permettant d'abaisser l'énergie d'activation d'une réaction et d'accélérer jusqu'à des millions de fois les...) appelée angiogénine en condition de stress oxydatif. Ces fragments d'ARNt, désignés ti-RNA, restent encore mal caractérisés et pourraient être impliqués dans les mécanismes de réponse au stress. Dans cette étude, les chercheurs montrent que la méthylation en 2'-O-ribose à la position C34 de l'ARNt-met le protège du clivage (Le clivage est l'aptitude de certains minéraux à se fracturer selon des surfaces planes dans des directions privilégiées lorsqu'ils sont soumis à un effort mécanique (un choc ou une pression continue)....) par l'angiogénine lors d'un stress oxydatif, suggérant ainsi un rôle de ces petits ARN C/D dans l'adaptation au stress des cellules eucaryotes.


Figure: Une méthylation en 2'-O-ribose guidée par des ARN C/D protège l'ARNt-méthionine du clivage par l'angiogénine lors d'un stress oxydatif. a) En condition normale, des ARN C/D guident une méthylation en 2'-O-ribose sur la position wooble de l'anticodon de l'ARNt-méthionine. b) Lors d'un stress oxydatif, certains ARNt (comme par exemple l'ARNt-Alanine) sont clivés par l'enzyme angiogénine pour produire des ti-RNAs. L'ARNt-méthionine est quant à lui protégé de ce clivage par la méthylation en 2'-O-ribose guidée par les ARN C/D. © Patrice Vitali

Cooperative 2'-O-methylation of the wobble cytidine of human elongator tRNAMet(CAT) by a nucleolar and a Cajal body-specific box C/D RNP.
Vitali P, Kiss (KiSS est l’acronyme de Kisekae Set System, mélange de l’art avec les ordinateurs originalement conçu pour permettre la création de poupée mannequin virtuelles. Kisekae est le diminutif de kisekae ningyou,...) T.
Genes Dev. 2019 Jun 6. doi: 10.1101/gad.326363.119. [Epub ahead of print]

Contacts chercheurs:
- Patrice Vitali. Enseignant-chercheur au Laboratoire de biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences naturelles et de l'histoire...) moléculaire eucorayote (LBME) (CNRS/Univ. Toulouse Paul Sabatier), patrice.vitali at ibcg.biotoul.fr
- Tamas Kiss. Chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de...) Inserm au Laboratoire de biologie moléculaire eucaryote (LBME) (CNRS/Univ. Toulouse Paul Sabatier), tamas.kiss at ibcg.biotoul.fr
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