Caractérisation du complex pre-EJC et son lien avec des maladies génétiques humaines

par Virginia Busetto

Projet de thèse en Génomique

Sous la direction de Hervé Le hir.

Thèses en préparation à Paris Sciences et Lettres , dans le cadre de École doctorale Complexité du vivant (Paris) , en partenariat avec Institut de Biologie de l'École Normale Supérieure (laboratoire) et de École normale supérieure (Paris ; 1985-....) (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-09-2015 .


  • Résumé

    Chez les métazoaires, le complexe EJC (Exon Junction Complex) est déposé sur les ARNm par la machinerie d'épissage (spliceosome). Constitué de plusieurs protéines de liaison à l'ARN (RBP), l'EJC accompagne les ARNm du noyau vers le cytoplasme et régule des étapes essentielles de la vie des ARNm comme leur transport, leur traduction et leur stabilité. Cependant, l'EJC n'est pas recruté sur toutes les jonctions exoniques et on suppose que son dépôt puisse varier d'un transcrit à un autre et d'un contexte cellulaire à un autre. L'hypothèse que l'EJC joue un rôle dans la régulation de gènes spécifiques est confortée par le fait que l'altération de l'expression des composants de l'EJC est associée à des défauts développementaux et des maladies humaines. A ce stade, il est essentiel d'élucider les mécanismes qui régissent l'assemblage de l'EJC et leurs régulations. Nous avons récemment mis en évidence que l'ARN hélicase eIF4A3, constituant central du coeur l'EJC, est recrutée par le facteur d'épissage CWC22. D'autres données suggèrent que eIF4A3 et CWC22 co-existent dans un complexe avec d'autres facteurs d'épissage dont CWC27. De plus, des collaborateurs ont identifié des mutations des gènes CWC22 et CWC27 chez des patients atteints de syndromes rares caractérisés par des anomalies cranofaciales et des défauts de croissances. L'objectif de mon projet de thèse sera de caractériser ce complexe fort probablement essentiel pour la réaction d'épissage et l'assemblage de l'EJC. Nous combinerons des stratégies de biochimie, de biologie moléculaire et cellulaire pour identifier ses composants constitutifs ou non ainsi que leur mode d'interaction. A l'aide de divers outils comme l'édition du génome et des approches transcriptomiques, nous étudierons le rôle de ces protéines dans l'épissage et l'assemblage de l'EJC. En parallèle, nous étudierons l'impact des mutations des patients sur l'expression de chacune des protéines puis l'impact de ces protéines mutantes sur la maturation des ARNm. Ces travaux devraient éclaircir le mécanisme complexe de l'épissage chez les métazoaires, l'importance de l'EJC sur l'expression de gènes spécifiques ainsi que mieux comprendre l'étiologie de nouvelles pathologies humaines liées aux facteurs d'épissage.

  • Titre traduit

    Characterization of the pre-EJC complex and its link to human genetic diseases


  • Résumé

    In metazoans, the Exon Junction Complex (EJC) is deposited on all mRNAs by the spliceosome at the level of exon-exon junctions. Composed by different RNA binding proteins (RBPs), the EJC accompanies the mRNAs from the nucleus to the cytoplasm and regulates essential steps of mRNA lifecycle such as transport, translation and stability. The EJC is not recruited on all exonic junctions and we hypothesize that his deposit could vary from one transcript to an other and from one cellular context to an other. The hypothesis that the EJC plays a role in the regulation of specific genes is sustained by the fact that the alteration of expression of EJC components is associated with developmental defects and human diseases. At this state, it is essential to clarify the mechanisms that regulates EJC assembly and their regulation. We have recently shown that the RNA helicase eIF4A3, that forms the central core of the EJC, is recruited by the splicing factor CWC22. Other data suggest that eIF4A3 and CWC22 co-exists in a complex together with other splicing factors, including CWC27. In addition, our collaborators have identified mutations of CWC22 and CWC27 genes in patients affected by rare syndromes characterized by similar dysmorphic features and growth defects. The objective of my PhD project is to characterize this complex which is most probably essential for splicing regulation and EJC assembly. We will combine approaches of biochemistry and cellular/molecular biology to identify its components and their way of interaction. Thanks to different tools such as genome editing and transcriptomic approaches, we will study the role of these proteins in splicing and EJC assembly. In parallel, we will characterize the impact of patient mutations on the respective protein and we will then investigate the effect on the maturation of mRNAs. These works should clarify the complex mechanism of splicing in metazoans and the importance of the EJC on the expression of specific genes. Moreover, it will allow us to better understand the etiology of new human pathologies linked to splicing factors.