Regulations of small RNA turnover during programmed DNA elimination in Tetrahymena

Régulations du renouvellement des petits ARN lors de l'élimination programmée de l'ADN chez Tetrahymena Les petits ARNs d’environ 20-30 nucléotides régulent divers processus biologiques chez la plupart des eucaryotes. L’un des rôles conservés des petits ARNs est d’identifier les éléments génétiques envahisseurs autonomes et d’induire leur mutisme transcriptionnel par la formation d’hétérochromatine. Le protozoaire cilié Tetrahymena utilise ce mécanisme pour identifier les séquences dérivées de la transposition dans le génome du micronoyau germinal (MIC) et les élimine du génome macronucléaire somatique (MAC) pendant la reproduction sexuée. Au cours de ce processus d’élimination de l’ADN, environ 12 000 séquences internes éliminées (IESs), souvent dérivées des transposons, sont ôtées du nouveau MAC. Il a été démontré que les IESs sont ciblées par des petits ARNs appelés scnRNAs (~29-nt) pour induire la formation d’hétérochromatine suivie par l’élimination de l’ADN. Cependant, les scnRNAs sont produits à partir des IESs et des séquences destinées au MAC (MDS) du génome de la lignée germinale au début de reproduction sexuée. Puis, le processus de dégradation dirigée par les petits ARNs (TDSD) élimine les scnRNAs complémentaires aux MDS dans le MAC parentale en amont de l’élimination de l’ADN. Malgré que le TDSD soit le processus clé pour cibler spécifiquement les IESs pour l’élimination de l’ADN, son mécanisme moléculaire demeure obscur. Le but de mon projet doctoral est de mieux comprendre comment le processus TDSD est régulé dans Tetrahymena. Durant mon étude, j’ai identifié un nouveau gène, EMA2, qui est exclusivement exprimé pendant la reproduction sexuée et nécessaire pour compléter l’élimination de l’ADN. L’analyse par Northern blot et séquençage de petits ARNs a révélé que le TDSD est gravement affectée par l’absence d’EMA2. La protéine Ema2 possède un domaine SP-RING, partagé par une famille de ligases E3 SUMO, qui interagit directement avec l’enzyme Ubc9 E2 SUMO et qui est nécessaire pour l’accumulation de protéines SUMOylées pendant la reproduction sexuée; confirmant qu’Ema2 est un ligase E3 SUMO. J’ai également constaté qu’Ema2 est nécessaire pour la SUMOylation du régulateur transcriptionnel conservé Spt6 et pour la transcription globale du génome du MAC parentale en ARN non codant que nous avions précédemment proposé comme prérequis pour le TDSD. Au total, je propose que la SUMOylation de Spt6p dépendante d’Ema2p soit nécessaire pour la transcription du génome somatique en ARN non codant et donc pour le TDSD.