Age-dependent remodelling of RNP condensates in Drosophila neurons

Remodelage des condensats RNP neuronaux au cours du vieillissement chez la drosophile Dans la cellule, les molécules d’ARN s’assemblent avec des protéines de liaison aux ARNs pour former des assemblages macromoléculaires très dynamiques appelés granules ribonucléoprotéiques (RNP). Ces assemblages régulent l’expression génique en contrôlant le transport, la stabilité et/ou la traduction des ARNs associés. Des travaux réalisés in vitro ont montré que la formation et la composition des granules RNP reposent sur l’établissement de réseaux denses d’interactions établis entre protéines et ARN, ainsi que sur leur stoechiométrie. Comment les propriétés des granules RNP sont régulées en contexte physiologique, et en particulier lors du vieillissement, est cependant actuellement peu connu. Mon projet de thèse visait à répondre à cette question par une étude in vivo des granules RNP présents dans les cellules neuronales du cerveau de drosophile.A cette fin, j’ai analysé dans des cerveaux d’âge croissant des granules RNP caractérisés par la présence de la protéine de liaison aux ARNs Imp/ZBP1 et de la DEAD-box hélicase Me31B/DDX6. Mes travaux ont révélé une augmentation progressive de la condensation de Imp et Me31B en larges granules au cours du vieillissement. Ces granules sont dynamiques et ne co-localisent pas avec des marqueurs d’agrégation, suggérant qu’ils ne correspondent pas à des agrégats protéiques statiques. Remarquablement, la condensation de Imp et Me31B est associée à la perte des granules Me31B+ Imp- observées dans les cerveaux jeunes, et à la coalescence de Me31B et Imp pour former des granules uniques Me31B+ Imp+. De plus, ce processus est accompagné d’une inhibition spécifique de la traduction des ARNms associés aux granules, parmi lesquels profilin. Par une analyse fonctionnelle, j’ai mis en évidence qu’une modification de la concentration en Me31B est responsable de la condensation de Me31B dans les cerveaux âgés. Alors qu’une augmentation de la quantité de Me31B est observée au cours du vieillissement, enlever une copie de me31B supprime la condensation age-dépendante de ce composant. Étant donné que la condensation de Imp n’est que partiellement affectée dans ce contexte, j’ai réalisé un crible génétique afin d’identifier des régulateurs de ce processus. Ceci m’a permis de montrer que l’activité de la kinase PKA est essentielle d’une part à la condensation de Imp chez les drosophiles âgées, et d’autre part à la répression traductionnelle des ARNms associés aux granules.En conclusion, mon travail a montré pour la première fois que les propriétés des granules RNP neuronaux sont modifiées au cours du vieillissement, un phénomène qui ne reflète pas une altération générale de l’homéostasie des ARNs, mais plutôt une modulation spécifique de la concentration en composants RNP combinée à l’activité de kinase conservée. Ces résultats démontrent comment les systèmes biologiques peuvent moduler des paramètres clés initialement identifiés dans des contextes in vitro, et ouvrent de nouvelles perspectives dans le domaine de la régulation de l’expression génique au cours du vieillissement.