L'assemblage fonctionnel des complexes macromoléculaires essentiels à la viabilité cellulaire nécessite une machinerie dédiée. Le consortium ANR
snoRNPASSEMBLY vient de publier un article dans le journal
Nature Communications suite à la découverte d'une nouvelle co-chaperonne de ce type, le R2SP. Elle est notamment requise pour la stabilisation d'une protéine signal, la Liprine-α2 et son assemblage avec ses partenaires, ces complexes agissant dans le cerveau et les testicules.
Figure: Assemblage du complexe comprenant la Liprine-α2 par le R2SP.
© IMoPA & IGMM
Dans la cellule, les acides ribonucléiques non codants (ARNnc) ne fonctionnent pas majoritairement seuls, mais en association étroite avec des protéines au sein de particules ribonucléoprotéiques stables dites "RNPs". Ces complexes ARN:protéine assurent des fonctions spécialisées et essentielles à la viabilité cellulaire comme par exemple, le contrôle de la stabilité des chromosomes, l'épissage des pré-ARN messagers, la biogenèse des ribosomes, la sécrétion des protéines. L'assemblage de ces macro-complexes nécessite une machinerie dédiée pour assurer le repliement correct de leurs composants, améliorer leurs spécificités d'interaction et prendre en charge leurs transports intracellulaires tout en assurant une activité de contrôle qualité des complexes ainsi formées. Des travaux précédents sur ces systèmes d'assemblage montrent que leur dysfonctionnement conduit à des pathologies graves chez l'Homme.
Les équipes de B. Charpentier (IMoPA, Nancy) et d'E. Bertrand (IGMM, Montpellier) étudient une famille particulière de RNPs, les petites RNP nucléolaires dites "snoRNPs" à boîtes C/D, qui participent à la biogenèse des ribosomes en méthylant des riboses spécifiques du pré-ARNr en position 2'-OH. Cette famille de particules a été choisie comme modèle d'étude pour comprendre les mécanismes moléculaires généraux d'assemblage des RNPs dans la cellule. Les chercheurs ont montré que la snoRNP C/D était une des clientes d'un complexe majeur pour la vie cellulaire, le complexe R2TP. Il est composé d'un hétérodimère RPAP3-PIH1D1, associé à un hétéro-hexamère d'ATPase RuvBL1-RuvBL2, qui porte vraisemblablement l'activité chaperonne. Le R2TP assemble des complexes macromoléculaires fonctionnellement importants, de type RNP ou constitués uniquement de protéines, comme la particule de l'ARN de la télomérase, les ARN polymérases, les petits ARN du splicing U4 et U5, ainsi que les kinases de type PIKK comme mTOR. Le R2TP est impliqué dans les processus de tumorigenèse.
En collaboration avec les équipes de S. Cianférani (LSMBO, Strasbourg) et P. Mathias (iBET, Lisbonne), les chercheurs viennent de résoudre la structure tridimensionnelle par RMN du domaine C-terminal de RPAP3 et de montrer que ce domaine s'associe
in vivo et
in vitro avec le complexe hétéro-hexamèrique RuvBL1-RuvBL2. Des analyses systématiques d'interaction montrent qu'une protéine paralogue à RPAP3, nommée SPAG1, lie directement PIH1D2 (protéine paralogue à PIH1D1) et les RuvBL1/2 pour former un nouveau complexe de type R2TP, appelé R2SP. Ce nouveau co-chaperon mis en évidence est enrichi dans les testicules. Parmi les potentiels clients identifiés, certains sont majoritairement exprimés dans les testicules, comme la Liprine-a2 qui organise de larges complexes de la signalisation cellulaire. Nous avons montré que le R2SP est requis pour l'expression de la Liprine-α2 mais également pour son assemblage au sein de macro-complexes protéiques, indiquant que le R2SP intervient dans le repliement quaternaire des protéines. Ces effets sont plus forts à 32°C, suggérant que le complexe R2SP pourrait aider les protéines à acquérir leur structuration en compensant les conditions de température plus basse des testicules.
Ces résultats permettent de mieux comprendre les mécanismes moléculaires d'action du système chaperon-co-chaperon HSP90/70-R2TP et -R2SP, dans le repliement et l'assemblage quaternaire de ses protéines et complexes macromoléculaires clients. Un dysfonctionnement dans ces étapes est à l'origine de nombreuses pathologies humaines, neurodégénératives comme Alzheimer, Parkinson et l'atrophie spinale musculaire, rares comme la dyskératose congénitale et la rétinite pigmentaire, et enfin les ribosomopathies.