Rôle de la traduction dans la dégradation des longs ARNs non codants antisens chez la levure

par Sara Andjus

Projet de thèse en Biologie cellulaire et développement

Sous la direction de Antonin Morillon et de Maxime Wery.

Thèses en préparation à l'Université Paris sciences et lettres , dans le cadre de École doctorale Complexité du vivant , en partenariat avec Dynamique de l'information génétique (laboratoire) et de Institut Curie (établissement opérateur d'inscription) depuis le 01-11-2018 .


  • Résumé

    La transcription pervasive des génomes eucaryotes produit une pléthore de longs ARN, a priori non codants (nc). Toutefois, leur potentiel codant est actuellement au coeur d'un débat, des données récentes montrant que certains d'entre eux sont liés aux ribosomes en cellules humaines et produisent des peptides, capables de réguler divers phénotypes de tumeurs malignes. Les ARN antisens (as) sont des ARNnc produits à partir du brin d'ADN ‘antisens' des gènes codant des protéines. Chez la levure, ils sont principalement adressés vers la dégradation par l'exoribonucléase cytoplasmique Xrn1 via la voie du Nonsense-Mediated Decay (NMD), dépendant de la traduction, et qui cible notamment les ARN messager avec un codon ‘stop' précoce et/ou une longue région non traduite (UTR) en 3'. La sensibilité au NMD des ARNas suggère qu'ils sont traduits, impactant leur stabilité. Avec le but de caractériser ce rôle présumé de la traduction dans la dégradation des ARNas, mon travail a montré que (1) le rôle du NMD dans le ciblage des ARNas sensibles à Xrn1 a été conservé au cours de l'évolution chez différentes levures, (2) la longueur du l'UTR 3' d'ARNas détermine leur sensibilité au NMD, (3) la majorité des ARNas s'accumulent rapidement lorsque la traduction est inhibée et (4) de nouveaux peptides issus d' ARNas sont détectés. Grâce à cette 4e année, nous visons à combiner des données supplémentaires de peptidomique à un profilage à haute couverture des ribosomes pour définir le paysage traductionnel du transcriptome ‘non codant' antisens chez la levure. Dans l'ensemble, mon travail contribue à reconsidérer l'idée que les ARNas sont dépourvus de potentiel codant, en abordant comment la traduction détermine leur dégradation via le NMD, ouvrant la voie à la compréhension du métabolisme des ARNas chez les eucaryotes supérieurs, où les facteurs du NMD sont conservés. Mon travail ouvre aussi d'excitantes perspectives quant à la fonction potentielle des peptides produits à partir des ARNnc.

  • Titre traduit

    Role of translation in the degradation of antisense long non-coding RNAs in yeast


  • Résumé

    The pervasive transcription of eukaryotic genomes produces plethora of long non-coding (lnc)RNAs, including antisense (as)lncRNAs synthesized from the DNA strand antisense to ‘sense' protein-coding genes. The coding potential of such transcripts had long intrigued and recent data in human cells showed that lncRNAs are bound to ribosomes and produce peptides that regulate various malignant tumor phenotypes. In yeast, aslncRNAs are targeted to the conserved 5'-3' cytoplasmic exoribonuclease Xrn1 by the Nonsense-Mediated Decay (NMD), a translation-dependent RNA decay pathway degrading transcripts with premature translation termination stop codon and long 3'UTRs. The NMD-sensitivity of aslncRNAs suggested that they undergo translation which impacts their stability. Aiming at deciphering the role of translation in the decay of aslncRNAs, we show that (1) the role of NMD (and thus translation) in targeting Xrn1-sensitive aslncRNAs has been conserved in budding yeasts, (2) the length of the 3'UTR of candidate aslncRNAs determines their sensitivity to the NMD, (3) most aslncRNAs rapidly accumulate upon translation inhibition and (4) novel peptides can arise from lncRNAs. Now, we aim at combining additional Mass Spectrometry results to high-coverage Ribosome Profiling data to ultimately define the first translational landscape of the long ‘non-coding' transcriptome of yeast. Altogether, my project aims at reconsidering the idea that aslncRNAs are devoid of coding potential, addressing how translation could determine their degradation via the NMD and could be used to produce peptides with possible functional roles. This would help paving the way into the understanding of the aslncRNAs metabolism in higher Eukaryotes, as the NMD factors targeting them are conserved.