Thème de recherche n°2 : Méthylation de l'appareil traductionnel

(Resp. Valérie Heurgué-Hamard)



L’appareil traductionnel (ribosome, facteurs de traduction et ARNs de transfert) est la cible de nombreuses modifications post-transcriptionnelles et post-traductionnelles. La méthylation est une des modifications les plus courantes et de nombreuses protéines catalysent le transfert d’un groupement méthyle de la S-adénosylméthionine vers un substrat donné. Chez l’homme, un tiers de ces méthyltransferases (MTases) ont été liées au cancer ou à des maladies mentales. Cependant, leurs fonctions biologiques restent encore largement méconnues.


Notre projet vise à mieux comprendre les fonctions biologiques de la méthylation des ARN et des protéines. Nous nous intéressons plus particulièrement à la protéine Trm112 de S. cerevisiae, qui active quatre méthyltransferases (MTases) ayant des substrats très différents, et qui se trouve à l’interface entre la synthèse du ribosome et sa fonction dans la traduction. Nous souhaitons élucider les fonctions de ces MTases en interaction avec Trm112.


Nous avons montré que les facteurs de terminaison de la traduction de classe 1 sont méthylés chez les procaryotes (Escherichia coli, Chlamydia trachomatis), mais aussi dans le règne eucaryote (Saccharomyces cerevisiae, Homo sapiens, Mus musculus). Ces protéines sont essentielles à la libération d'une protéine fonctionnelle lorsque le ribosome rencontre un codon stop sur l’ARNm en cours de traduction.


La méthylation se fait sur le résidu Gln du motif Gly-Gly-Gln (GGQ) conservé et impliqué dans la catalyse au centre de transfert peptidique du ribosome. Nous avons identifié les méthyltransférases impliquées dans ce processus, caractérisé leur fonction et leur structure (pour revue voir Graille et al., 2012).


 

purifmethylmethyl2

Purification de complexes protéiques et méthylation in vitro: cinétiques et fixation de la SAM

struct

Structure de la méthyltransférase du facteur de terminaison eRF1: le complexe Mtq2-Trm112 (Collaboration avec Marc Graille, Ecole Polytechnique, Palaiseau)

  

Grâce à des approches génétiques et biochimiques, nous avons caractérisé le mécanisme de ces MTases et de la protéine activatrice Trm112 (Heurgué-Hamard et al., 2006, Liger et al., 2011). Trm112 interagit avec 3 MTases impliquées dans la modification de l’appareil de traduction (Mtq2 qui méthyle le facteur de terminaison eRF1, Trm11 et Trm9 qui méthylent des ARNt). En collaboration avec Denis Lafontaine (Université Libre de Bruxelles, Charleroi, Belgique), nous avons montré plus récemment une nouvelle fonction de la protéine Trm112 dans la biogenèse des ribosomes via son interaction avec Bud23, une MTase spécifique de la base G1575 de l’ARNr 18S. En l’absence de Trm112, Bud23 est instable in vivo et ne peut plus interagir avec les pré-ribosomes naissants. Ceux-ci sont alors rapidement dégradés par le mécanisme de surveillance nucléolaire impliquant le complexe TRAMP (Figaro et al., 2012).

polysomes Profil de polysome chez S. cerevisiae.
interact-2 Les interactions de Trm112.

Trm112 est un activateur de MTase ayant pour substrats des molécules aussi différentes que des ARN et une protéine essentielle à la terminaison de la traduction. Trm112 se trouve donc à une position stratégique à l’interface entre la biogenèse du ribosome et sa fonction dans la traduction. Actuellement, nous cherchons à comprendre au niveau moléculaire le rôle de la méthylation dans la traduction, la biologie de la cellule en général, et le lien avec diverses pathologies.