Contribution to the study of the tristetraprolin protein family : function of the yeast CTH2 protein in the control of the processing and the decay of specific messengers RNA

Contribution à l'étude des protéines de la famille des tristétraprolines : rôle de la protéine CTH2 de saccharomyces cerevisae dans le contrôle de la maturation et de la dégradation de certains ARN messagers

• Auteur / Autrice : Manoël Prouteau
• Direction : Bertrand Séraphin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques. Génétique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Stabilité de l'ARN

Tristétraproline

Mots clés libres

3' end processing

Cth2

Résumé

Chez les mammifères, près de 8 % ARNm présentent dans leur région 3’ non traduite des éléments riches en en adénines et uridines appelés AREs (AU-rich elements). Ces séquences sont reconnues par des facteurs variés, telles les protéines de la famille de la tristétraproline (TTP) qui régulent la vitesse de dégradation et/ou la traduction de ces ARNm. La protéine Tis11 membre fondateur de la famille TTP, contient des deux doigts de zinc en tandem ( domaine TZF) permettant de fixer les AREs et reconnait ainsi des ARNm codant principalement des cytokines et stimule leur dégradation par un mécanisme encore mal connu. Chez Saccharomyces cerevisae, Cth2 la dégradation d’ARNm contenant des AREs et codant des protéines en relation avec le métabolisme du fer. Afin de mieux comprendre le mécanisme permettant de déstabiliser ces ARNm, nous avons entrepris une analyse structure/fonction de Cth2. Nous avons ainsi identifié un domaine conservé appelé CR1, essentiel pour déstabiliser les ARNm mais non requis pour la fixation des AREs. De manière inattendue, l’expression de mutants dépourvus de ce domaine conduit à une accumulation de transcrits cibles présentant une extension en positon 3’. L’analyse de mutants affectant la machinerie de polyadénylation ainsi que l’observation d’une localisation majoritairement nucléaire de Cth2 ont permis de montrer que l’altération de la maturation 3’ de ces ARNm résulte d’une compétition entre Cth2 et la machinerie de polyadénylation au niveau des ARE. Nos résultats révèlent pour la première fois qu’une protéine apparentée au TTP peut affecter la maturation 3’ des ARNm contribuant ainsi à leur déstabilisation.

Almost 8 % of mammalian mRNAs display AU-rich element (ARE) in their3’ untranslated region (UTR). Many are specifically bound by ARE-binding proteins, such as the members of the tristetrapolin family (TTP), that act to modulate mRNA decay and/or translation. HTTP contains a characteristic tandem repeat CCCH zinc finger domain involved in ARE binding. Upon binding hTTP destabilizes its targets such as cytokines encoding mRNAs, but its precise mechanism of action remains poorly understood. In budding yeast, Cth2, has recently been shown as a functional homologue of TTP. Under iron deprivation conditions, Cth2 is expressed, binds to ARE of its mRNAs targets, encoding iron metabolism related proteins, and finally stimulates their decay. To understand the mode of action of Cth2, we undertook a structure-function analysis of this factor. Our analysis identified a conserved region (CR1) that is essential to Cth2 activity but unessential for the ARE binding capacity. Interesting, mutants lacking this region exhibited a novel molecular phenotype with accumulation of 3’ elongated forms of target mRNAs. The analysis of mutants affecting the polyadénylation machinery together with the observation of a predominant nuclear localization of Cth2 indicate that Cth2 has also a function in regulating 3’ end processing of ARE containing mRNAs. For the time, our results show that a TTp-related protein can affect mRNA decay and also regulate the 3’ end processing of its ARE-containing mRNA targets.