MRNA processing : factors implicated in splicing and degradation

par Stéphane Thore

Thèse de doctorat en Sciences biologiques

Sous la direction de Bertrand Séraphin et de Dietrich Suck.


  • Résumé

    Nous avons réalisé des études biochimiques et structurales sur des facteurs impliqués dans deux étapes majeures de la vie d'un ARN messager: L'épissage et la dégradation. La famille des protéines Sm a un rôle essentiel dans la biogenèse des snRNPs, les outils de la machinerie de l'épissage. Des protéines homologues aux Sm eucaryotes ont été trouvées chez les archébactéries. L'étude biochimique des protéines Sm de Archaeoglobus fulgidus (AF-Sm) a permis d'identifier l'ARN de la RNase P comme étant la cible de ces protéines in vivo. La structure cristallographique à 2. 2 Å de résolution du complexe entre la protéine Sm de Pyrococcus abyssi (PA-Sm1) et un heptamère d'uridine a confirmé le site principal d'interaction à l'ARN, localisé dans la cavité centrale comme observé avec la structure de AF-Sm1/U5, et elle a aussi mis en évidence un deuxième site, localisé à la surface de l'heptamère, où l'ARN intéragit avec un résidu aromatique (Y34) ainsi que des acides aminés de la région N-terminale. Ces résultats ont été utilisés pour construire un modèle de l'association des protéines Sm eucaryotes avec un fragment du petit ARN U1. Le deuxième processus est la déadénylation, première étape dans la dégradation cytoplasmique des ARNs messagers. La digestion de la queue poly(A) est réalisée par le complexe Ccr4-Not. Ce complexe contient deux nucléases appelées Ccr4 et Pop2. Nous avons résolu la structure cristallographique du domaine RNase D de la protéine Pop2. Il représente le premier modèle d'un membre de la famille des RNases D et constitue le premier exemple structural d'une nucléase impliquée dans le processus de désadénylation.


  • Résumé

    We have performed biochemical and structural studies of factors involved in two major mRNA processes: The splicing and the degradation. A family of proteins, the Sm family, is essential for the biogenesis of the snRNPs, the tools of the splicing machinery. Homologues of Sm proteins have been found in the archaeal kingdom. Biochemical studies of Archaeoglobus fulgidus Sm proteins (AF-Sm) have allowed the identification of the RNase P RNA as the target of those proteins in vivo. Based on the association of the AF-Sm proteins with the RNase P RNA, crystallographic studies of the archaeal Sm in complex with RNA have been carried out. The 2. 2 Å crystal structure of Pyrococcus abyssi Sm protein (PA-Sm1) in complex with a uridine heptamer confirmed the RNA binding site inside the central cavity, previously observed in the AF-Sm1/U5 complex structure. It also showed a second binding site, located at the surface of the heptamer, where the RNA interacts with an aromatic residue (Y34) as well as amino acids from the N-terminal region. These results are used to propose a model of the association of eukaryotic Sm proteins with their Sm site and surrounding sequence in the spliceosomal U1 snRNA. The second process, the deadenylation, is the first forthcoming process in the cytoplasmic mRNA degradation pathway. The poly(A) tail removal is achieved by the complex Ccr4-Not. This complex contains two nucleases named Ccr4 and Pop2. We have solved the structure of the RNase D domain of the Pop2 protein. This represents the first known model for a member of the RNase D family and is the first solved structure from a nuclease involved in the deadenylation process.

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Informations

  • Détails : 159 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.123-139

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2004)37
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