Regulation of motor switching on oskar RNPs

Régulation de la commutation motrice sur les RNP oskar L'ARN oskar a été classiquement utilisé comme paradigme pour l'étude de la localisation des ARN, car sa localisation au pôle postérieur de l'ovocyte de la drosophile est importante pour la spécification des structures abdominales ainsi que des futures cellules germinales de l'embryon. La localisation correcte de l'ARN oskar nécessite également une coordination spatiale et temporelle précise de deux protéines motrices de polarité opposée, servant ainsi d'étude de cas importante sur les mécanismes de régulation de la directionnalité du transport basé sur les moteurs du cytosquelette. L'ARN oskar est transcrit dans les cellules nourricières et transporté par des canaux annulaires dans l'ovocyte par la dynéine cytoplasmique. Une fois localisé dans l'ovocyte, l'ARN oskar subit une "marche aléatoire biaisée" médiée par la kinésine le long de microtubules dont les extrémités positives ont un léger biais vers le pôle postérieur de l'ovocyte. Des expériences génétiques combinées à l'imagerie in vivo de l'ARN oskar suggèrent que des protéines autres que la kinésine-1 sont impliquées dans la localisation postérieure de l'ARN oskar. Chez les mutants Staufen et Tropomyosine atypique, Tropomyosine1-I/C (aTm1), l'ARN oskar se localise à l'antérieur de l'ovocyte. Les composants du EJC ainsi que le SOLE, une tige-boucle formée lors de l'épissage de l'ARN oskar, se sont également avérés nécessaires au transport de l'ARN oskar médié par la kinésine. Cette accumulation antérieure de l'ARN oskar ressemble à la localisation d'ARNs tels que bicoid et gurken, qui sont transportés dans l'ovocyte par la dynéine, qui reste active sur ces ARN dans l'ovocyte. Cela suggère que la dynéine reste attachée à l'ARN oskar dans l'ovocyte et s'engage dans une lutte avec la kinésine sur l'ARN oskar. Ainsi, pour une localisation correcte de l'ARN oskar au pôle postérieur de l'ovocyte, la voie de la dynéine " par défaut " doit être " désactivée ", afin de permettre un transport médié par la kinésine-1. Dans une série d'expériences menées en collaboration avec Imre Gaspar, nous avons découvert que Staufen antagonise l'activité de la dynéine sur les RNP d'oskar, permettant ainsi de passer à un transport basé sur la kinésine. Il est important, cependant, que Staufen n'interfère pas avec le transport médié par la dynéine de l'ARN oskar, des cellules nourricières vers l'ovocyte. Ceci est régulé en s'assurant que l'accumulation de la protéine Staufen se produit uniquement dans l'ovocyte et non dans les cellules nourricières, un processus qui dépend d'Egalitarian. Nous avons découvert qu'Egalitarian est nécessaire pour l'accumulation de l'ARN de staufen et donc de la protéine Staufen dans l'ovocyte, servant ainsi de mécanisme de régulation assurant que Staufen n'inactive la dynéine qu'une fois que les RNP oskar sont dans l'ovocyte. Il a été démontré que le recrutement de la kinésine-1 a lieu dans les cellules nourricières, par l'intermédiaire de aTm1, qui agit comme une protéine adaptatrice pour relier l'ARN oskar à la kinésine. Pour comprendre le rôle de l'aTm1 dans la transition de la dynéine à la kinésine, nous avons attaché l'aTm1 ou la kinésine-1 à des constructions d'ARN oskar dépourvues de la SOLE, dans le but de récapituler le transport de l'ARN oskar avec l'aTm1 liée de façon stable. Nos résultats suggèrent que l'aTm1 liée de façon stable à l'ARN peut effectivement contourner le SOLE et l'EJC pour médier l'activité de la kinésine-1, cependant les effets de l'aTm1 attachée sont moins puissants que ceux de la kinésine-1 attachée. Nous montrons également que la liaison stable de la kinésine-1 à la cargaison d'ARN est suffisante pour une forte activité de la kinésine-1. L'aTm1 liée de manière stable, quant à elle, ne peut médier qu'une activité de kinésine modérée, suggérant que d'autres facteurs sont peut-être nécessaires pour stabiliser la liaison de la kinésine-1 à la cargaison d'ARN.