Étude de la maturation cytoplasmique de la petite sous-unité ribosomique chez Saccharomyces cerevisiae

par Julien Soudet

Thèse de doctorat en Biologie moléculaire et cellulaire

Sous la direction de Annie Mougin-Schutz et de Jean-Paul Gélugne.

Soutenue en 2009

à Toulouse 3 .

mots clés

• Ribosome
• Biogenèse
• 40s
• ARN ribosomique
• No Go decay
• Saccharomyces cerevisiae
• Ribosomes
• Origine de la vie

Résumé

Les ribosomes constituent un des acteurs majeurs du mécanisme de traduction dans toute cellule vivante. La synthèse des ribosomes est un processus complexe commençant par la transcription d'un pré-ARN ribosomique (ARNr) contenant les futurs ARNr matures ainsi que des séquences qui vont être coupées tout au long de la biogenèse des sous-unités ribosomiques. Chez Saccharomyces cerevisiae, ce ne sont pas moins de 200 facteurs qui interviennent tout au long de ce processus. Nous nous sommes intéressés plus précisément à l'étape cytoplasmique de maturation de la petite sous-unité ribosomique, consistant en une coupure endonucléolytique permettant de passer d'un pré-ARNr 20S contenu dans une particule pré-40S à un ARNr 18S mature contenu dans une sous-unité 40S. Cette sous-unité mature peut ensuite initier la traduction. Le modèle initial proposait que la maturation de la petite sous-unité fût un prérequis à l'initiation de la traduction. Nos expériences ont permis d'observer qu'une fraction du pré-ARNr 20S cosédimente avec les complexes de 80S et polysomes. Cette fraction de pré-ARNr 20S est augmentée dans certains mutants où l'on bloque la maturation de la petite-sous unité dans le cytoplasme. Nous avons confirmé l'existence de ribosomes contenant des particules pré-40S et interagissant avec des ARNm par des approches biochimiques. Ainsi, nos données suggèrent que des sous-unités ribosomiques non matures peuvent initier la traduction. Ces ribosomes aberrants sont alors dégradés via le No Go decay, un mécanisme de contrôle-qualité des ARNs cytoplasmiques. Ainsi, le No Go Decay fonctionnerait comme le mécanisme ultime de contrôle-qualité des sous-unités ribosomiques 40S.

Titre traduit

Study of the cytoplasmic maturation of the small ribosomal subunit in saccharomyces cerevisiae

Résumé

Ribosomes constitute one of the major actors of the mechanism of translation in any living cell. The synthesis of ribosomes is a complex process beginning with the transcription of a pre-ribosomal RNA (rRNA) containing future mature rRNAs as well as sequences that are eliminated during ribosome biogenesis. In Saccharomyces cerevisiae, no less than 200 factors are implicated in this process. We were more precisely interested in the cytoplasmic step of the small ribosomal subunit maturation consisting of an endonucleolytic cleavage of the 20S pre-rRNA contained in a pre-40S particle and leading to the mature 18S rRNA contained in the 40S ribosomal subunit. The initial model was that 40S ribosomal subunit maturation might be a pre-requisite for translation initiation. Our experiments have led to the observation that a fraction of 20S pre-rRNA co-sediments with 80S complexes and polysomes. This 20S pre-rRNA fraction can be increased in mutants impaired in the cytoplasmic step of 40S ribosomal subunit maturation. By biochemical approaches, we confirmed the occurrence of ribosomes containing pre-40S particles and mRNAs. Thus, our data suggest that pre-40S particles can initiate translation. These aberrant ribosomes are then degraded via the No Go decay pathway involved in the quality control of some cytoplasmic RNAs. No-Go Decay would function as an ultimate quality control mechanism of the 40S ribosomal subunit.