Étude de la relation structure-fonction d'un riborégulateur lysine

• Main Author: Blouin, Simon
• Other Authors: Lafontaine, Daniel
• Language: French
• Published: Université de Sherbrooke 2011
• Online Access: http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/5138

Une imposante portion du génome d'un organisme ne sera jamais exprimée sous forme de protéines. Cet acide désoxyribonucléique (ADN) non codant se trouve cependant à être, én bonne partie, transcrit en acide ribonucléique _(ARN). Depuis plusieurs années, les études menées sur ces ARN non codants (ARNnc) démontrent qu'ils seraient impliqués dans différents modes de régulation génétique. Les riborégulateurs sont un exemple de telles voies de régulation nouvellement élucidées. La nouveauté du mécanisme réside dans le fait qu'en principe, ces ARNnc modulent l'expression génétique sans avoir recours aux protéines. C'est la liaison directe d'un métabolite à l'ARN messager (ARNm) qui, par l'induction de changements allostériques, influence l'expression du gène situé en aval du riborégulateur. La bactérie Bacillus subtilis possède une grande variété de riborégulateurs qui régulent l'expression de plus de 2% de ses gènes. Le présent travail porte sur le riborégulateur lysine lysC de. B. subtilis et a comme objectif de comprendre l'influence de la structure du riborégulateur sur sa fonction de régulation de la transcription. Dans un premier temps, mes travaux ont démontré la présence et l'importance fonctionnelle d'une interaction boucle-boucle entre les tiges P1 et P2, et d'un motif de type kink turn (K-turn ) dans la tige P2. L'effet de ces motifs structuraux a été évalué par des essais de transcription, où le riborégulateur est inactivé lorsque des mutations sont introduites dans ces motifs. Des essais de fluorescence montrent aussi les répercussions de la formation de cette interaction sur la conformation du site de liaison. Finalement, nos résultats démontrent que l'interaction boucle-boucle dépend de la présence du motif K-turn , d'où l'importance de ce dernier. Dans une seconde publication, nous avons démontré qu'il y avait un effet synergique entre le repliement de l'interaction boucle-boucle et celui d'une deuxième interaction tertiaire de type hélice-boucle, entre la tige P2 et la boucle de la tige P4. L'influence de cette dernière sur l'organisation du site de liaison et sur la terminaison prématurée de la transcription a aussi été établie, entre autres avec l'utilisation d'un vecteur FRET impliquant les tiges P1 et P5 qui s'est avéré très informatif sur le repliement du coeur. Cet article fait également la démonstration de la contribution des autres éléments du riborégulateur qui ne sont pas impliqués dans des interactions tertiaires, notamment la tige P5 de l'aptamère et une tige nommée P6 située dans la plate-forme d'expression, dont les longueurs' sont variables d'une séquence à l'autre. Les résultats obtenus au cours de mon doctorat nous ont aidé à mieux comprendre comment les changements de structure du riborégulateur lysine affectent sa capacité à réguler l'expression d'un gène. De telles connaissances pourraient s'avérer précieuses pour une éventuelle utilisation des riborégulateurs comme outils biologiques ou comme cibles pour de nouveaux antibiotiques. J'ai d'ailleurs participé A l'écriture d'une revue qui traite des mécanismes de régulation des riborégulateurs et leur. potentiel comme outils biologiques. Cette revue a été publiée dans le journal ChemBioChem et est jointe en annexe.