Analyse du rôle de la terminaison de la transcription des ARN non-codants dans la régulation de l’expression des gènes

La transcription pervasive est un phénomène universel et constitue une source importante d’ARN non-codants. Elle peut s’s’interférer avec l’expression normale des gènes. Cependant,la transcription pervasive peut aussi jouer un rôle dans la régulation de l’expression des gènes en favorisant la répression des gènes spécifiques par un mécanisme d’interférence transcriptionnelle. L’efficacité de la terminaison de la transcription non-codante peut fortement influencer sa capacité de réguler l’expression des gènes voisins. Cependant, à ce jour, il n’est pas clair s’il existe des mécanismes qui modulent l’efficacité de la terminaison non-codante en réponse aux signaux environnementaux afin de réguler l’expression des gènes. Durant ma thèse, j’ai abordé cette question en me focalisant sur la régulation de l’hélicase Sen1, un facteur clé de la terminaison de la transcription non-codante chez S. cerevisiae.Dans un premier temps, nous avons identifié une phosphorylation sur une thréonine conservée située dans le domaine catalytique de Sen1 et nous avons montré que cette phosphorylation réduit la capacité de liaison de Sen1 à l’ARN et par conséquent affecte la terminaison de la transcription non-codante. Par la suite, nous avons réalisé des analyses transcriptomiques à haute résolution et montré que cette phosphorylation conduit à la répression de l’expression de ZAP1 codant pour le régulateur central de la réponse au zinc par interférence transcriptionnelle via un ARN non-codant que nous avons baptisé ZRN1(Zap1 Repressor Non-coding gene 1). En plus, de nombreux gènes supplémentaires présentent un profil d’expression imitant les conditions d’excès de zinc où l’expression de ZAP1 est naturellement réprimée, suggérant que la phosphorylation de Sen1 pourrait participer à la régulation de l’expression des gènes impliqués dans l’homéostasie du zinc. Dans un second temps, en collaboration avec le laboratoire de F. Posas (IRB, Barcelone, Espagne), nous avons identifié des résidus de Sen1 qui peuvent être phosphorylés in vitropar la MAP kinase Hog1, un régulateur clé de la réponse au stress osmotique. Nous avons réalisé des analyses transcriptomiques et montré que certains gènes non-codants cibles de Sen1 sont affectés dans la terminaison de la transcription en condition de stress osmotique. Ces défauts de terminaison sont parfois accompagnés de la répression des gènes en aval ouen antisens et donc, pourraient potentiellement être impliqués dans la régulation de ces gènes en réponse au stress. Nos analyses protéomiques ont indiqué une diminution de l’interaction de Sen1 avec le complexe « Mediator » dans la même condition. Ces résultats nous permettent d’imaginer que les défauts de terminaison en condition de stress osmotique pourraient être provoqués par une diminution de l’efficacité de recrutement de Sen1 par le complexe médiateur. Ces résultats bien que préliminaires, pourraient suggérer l’implication de Sen1 dans la régulation de l’expression des gènes dans la réponse au stress osmotique. Enfin, nous avons analysé le rôle de l’interaction Sen1 avec la phosphatase Glc7, une protéine impliquée dans la terminaison de la transcription de certains gènes non-codants. Nous avons délété le motif d’interaction de Glc7 dans la protéine Sen1 et montré que cette interaction semble être importante pour la terminaison d’un nombre très restreint d’ARN non-codants. Nous avons ensuite montré que la perte de l’interaction de Sen1 avec Glc7 est associée à une augmentation de son interaction avec Nrd1 et Nab3, deux protéines qui interagissent aussi bien avec Sen1 qu’avec les ARN cibles de Sen1. Ces données suggèrent que Glc7 pourrait participer au relâchement de Sen1 de Nrd1 et Nab3 au niveau de certains.