Rôle de la polyadénylation dans la dégradation et la maturation des ARN des mitochondries de plantes supérieures

par Romary Perrin

Thèse de doctorat en Biologie cellulaire et moléculaire des plantes

Sous la direction de Laurence Drouard.

Soutenue en 2005

à l'Université Louis Pasteur (Strasbourg) .


  • Résumé

    La mitochondrie, organite semi-autonome de la cellule eucaryotique, comporte son propre système génétique. Chez les plantes, la régulation du génome mitochondrial a principalement lieu au niveau post-transcriptionnel. Pour devenir fonctionnels, les transcrits précurseurs mitochondriaux sont intensivement modifiés par maturation des extrémités 5' et 3', épissage, et édition. En revanche, ils ne sont pas polyadénylés de façon constitutive. Or, il a été montré qu'un transcrit mitochondrial pouvait être polyadénylé et que sa polyadénylation était corrélée à sa déstabilisation in vitro et in vivo. Notre objectif était de mieux caractériser la polyadénylation des transcrits de la mitochondrie de plante et d'étudier son implication dans un mécanisme de dégradation des ARN mitochondriaux. Ce travail de thèse s'est déroulé selon trois axes : la cartographie des sites de polyadénylation des transcrits du gène atp9 de la mitochondrie de Solanum tuberosum, l'identification de RNases impliquées dans la maturation et la dégradation des ARN mitochondriaux chez Arabidopsis thaliana, et l'étude de la maturation et la dégradation des ARN ribosomiques 18S à l'aide de plantes transgéniques modifiées dans l'expression de ces exonucléases. Par ce travail, nous avons montré que la polyadénylation est impliquée non seulement dans la maturation et la dégradation des ARN messagers mitochondriaux, mais aussi d'un ARN ribosomique. Dans tous les cas, la polyadénylation permet le recrutement et l'attaque des extrémités 3' des ARN par la PNPase. Cette dernière caractéristique est commune aux systèmes procaryotiques et d'origine procaryotique possédant une PNPase,Récemment, il a été montré que l'exosome est recruté par un complexe responsable de la polyadénylation de certains ARN nucléaires de levure pour les dégrader. Il semble que le rôle originel de la polyadénylation dans le recrutement de complexes exonucléolytiques soit conservé dans des systèmes génétiques divers.

  • Titre traduit

    Maturation and degradation of plant mitochondrial RNA : the role of polyadenylation


  • Résumé

    In plant mitochondria, we have shown that polyadenylated mRNAs are preferentially degraded compared to no-polyadenylated , by a 3'- to 5'- exoribonuclease activity. Then we have recently identified two mitochondrial RNases involved in deadenylation and preferential degradation of polyadenylated RNA : AtmtRNaseII and a polynucleotide phosphorylase-like protein (AtmtPNPase) in Arabidopsis thaliana. To further investigate the roles of polyadenylation in plant mitochondria RNA metabolism, we also analysed the polyadenylation of structural RNAs. In plant mitochondria, the two rRNA genes, rrn18 and rrn5, are co-transcribed and separated by an intergenic sequence (ITS) of 168 nt in Arabidopsis. Plants down-regulated for AtmtPNPase expression (PNP- plants) were obtained by co-suppression. The lack of PNPase influences the polyadenylation pattern of RNA expressed from the 18S-5S locus. Polyadenylated 18S rRNA precursors correctly processed at their 5' end but containing the intergenic sequence (ITS) accumulate in PNP-. These results indicate that AtmtPNPase could be required to initiate the degradation of the ITS. Upon down-regulation of AtmtPNPase, the polyadenylated leader sequence of 18S rRNA, excised by an endonucleolytic cut, also accumulate in PNP- plants, showing that AtmtPNPase and polyadeylation are required to degrade this maturation by-product. In addition, polyadenylated 18S RNA fragments accumulate in PNP- plants. Indicating that AtmtPNPase may be involved in degrading rRNA. These results show that AtmtPNPase is required for several aspects of 18S rRNA metabolism and point out the fact that polyadenylation is not only involved in preferential degradation of plant mitochondrial mRNA but is also needed to target for degradation rRNA and their maturation by-products.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (197 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f.172-186

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  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service commun de la documentation. Bibliothèque Blaise Pascal.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2005;4912
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