Structural-functional analyses of piRNA biogenesis

Analyses structurales et fonctionnelles de la voie des ARNpi Les ARNs interagissant avec Piwi (ARNpi ou piRNA en anglais pour Piwi-interacting RNAs) interagissent avec les protéines de la branche PIWI de la famille des Argonautes. Ils participent à la répression des transposons dans la ligne germinale. Les ARNpi sont produits à partir de deux mécanismes: la biogenèse primaire et le cycle d'amplification Ping-Pong. Plusieurs questions fondamentales sur la biogenèse et la fonction des piRNAs sont encore ouvertes. Le travail de ce mémoire est concentré sur deux caractéristiques au niveau de la séquence dans les populations des ARNpi, le U1-biais et le biais de brin, dont les origines restent mystérieuses. Nos analyses ont révélé de nouvelles fonctions au protéines Piwi, dont les domaines MID et PIWI jouent un rôle essentiel dans la définition des deux biais. La structure cristalline du domaine MID de MIWI montre que l'uridine peut être favorisé comme premier nucléotide au niveau de l'extrémité 5' des ARNpi. De la même manière, nos résultats obtenus grâce aux études in vivo des protéines Piwi de Bombyx mori démontrent que le module MID-PIWI est essentiel pour déterminer le bias de brin des ARNpi s'associant avec les protéines Piwi. De plus, nous avons confirmé le rôle de la méthylation de la région N-terminale des protéines Piwi pour leur localisation dans la cellule. Ensemble, ces résultats offrent de nouveaux détails pour la compréhension de la biogenèse des ARNpi.Les protéines Piwi ne sont pas les seuls composants dans la voie des ARNpi. Des tests génétiques ainsi que des analyses biochimiques ont identifié plusieurs éléments impliqués dans la voie des ARNpi, cependant leurs fonctions restent obscures. J'ai étudié la protéine Vreteno, contenant des domaines Tudor, qui est impliquée dans le processus de biogenèse primaire des ARNpi. En utilisant la lignée cellulaire BmN4, nous avons identifié in vivo un complexe contenant Vreteno, des longues molécules d'ARN antisens, pouvant representer les précurseurs des ARNpi associés avec Siwi, ainsi que d'autres composants de la voie ARNpi, comme Ago3, BmTdrd12 et Spindle-E. De plus amples analyses sont nécessaires pour comprendre les fonctions de Vreteno dans la voie des ARNpi.Enfin, nous avons également étudié le rôle de l'hélicase à ARN Vasa dans la voie des piRNAs. Nos résultats démontrent que Vasa assemble un complexe régulé par l'ATP sur le ARN messager des transposons, afin de produire de nouveaux ARNpi secondaires avec orientation sens. En étudiant les différentes étapes de la voie des ARNpi, nos analyses ont fourni des informations importantes pour la compréhension de la biogénèse des ARNpi.