Découverte de nouveaux mécanismes d'actions des petits ARNs régulateurs bactériens

Le concept d’opéron, défini en 1960 par Jacob et Monod comme étant un groupe de gènes transcrits ensemble et dont les produits concourent à la réalisation d'une même fonction physiologique, est resté jusqu’à tout récemment pratiquement inchangé. Selon ce modèle, toute régulation génétique a lieu au niveau transcriptionnel et est médiée par des facteurs protéiques. Cependant, au cours de la dernière décennie, une révolution a eu lieu alors qu’il fut démontré que des petites molécules d'ARN, appelés sRNAs (small RNAs), sont capables de réprimer de manière post-transcriptionnelle l’expression d’ARN messagers (ARNm) chez les procaryotes. Leur mécanisme d'action consiste généralement à inhiber la traduction d'un ARNm en compétitionnant avec la liaison des ribosomes sur le site de liaison des ribosomes (SLR) situé dans la région 5' non traduite d’un ARNm. Cette inhibition de la traduction s’accompagne généralement d'une dégradation rapide de l’ARNm cible. Les recherches que j'ai effectuées au cours de mes études de 2e et 3e cycle ont permis de découvrir des mécanismes alternatifs par lesquels les sRNAs peuvent réprimer l’expression d’ARNm cibles. J'ai tout d’abord démontré que l’expression du petit ARN RyhB lors d'une carence en fer entraîne la dégradation seulement partielle de l’ARNm polycistronique iscRSUA. De plus, j'ai participé à l’élucidation du mécanisme de dégradation d'un ARNm par l’action d'un sRNA. En effet, nous démontrons que le site de clivage de la RNase E se situe plusieurs centaines de nucléotides en aval dans le cadre de lecture de la cible et que l'arrêt de la traduction n'est pas suffisant à l’obtention d'une dégradation rapide d'un ARNm cible. Finalement, j'ai caractérisé un nouveau mécanisme par lequel un sRNA peut réprimer la traduction d’un ARNm en s’appariant loin en amont du SLR par le recrutement de la protéine chaperon Hfq. Nous démontrons que c'est la protéine qui joue le rôle principal dans la compétition avec les ribosomes

Com o diabo no corpo: os terríveis papagaios do Brasil colônia

Desde a Antiguidade, papagaios, periquitos e afins (Psittacidae) fascinaram os europeus por seu vivo colorido e uma notável capacidade de interação com seres humanos. A descoberta do Novo Mundo nada faria além de acrescentar novos elementos ao tráfico de animais exóticos há muito estabelecido pelos europeus com a África e o Oriente. Sem possuir grandes mamíferos, a América tropical participaria desse comércio com o que tinha de mais atrativo, essencialmente felinos, primatas e aves - em particular os papagaios, os quais eram embarcados em bom número. Contudo, a julgar pelos documentos do Brasil colônia, esses voláteis podiam inspirar muito pouca simpatia, pois nenhum outro animal - exceto as formigas - foi tantas vezes mencionado como praga para a agricultura. Além disso, alguns psitácidas mostravam-se tão loquazes que inspiravam a séria desconfiança de serem animais demoníacos ou possessos, pois só três classes de entidades - anjos, homens e demônios - possuíam o dom da palavra. Nos dias de hoje, vários representantes dos Psittacidae ainda constituem uma ameaça para a agricultura, enquanto os indivíduos muito faladores continuam despertando a suspeita de estarem possuídos pelo demônio. Transcendendo a mera curiosidade, essa crença exemplifica o quão intrincadas podem ser as relações do homem com o chamado “mundo natural”, revelando um universo mais amplo e multifacetado do que se poderia supor a princípio. Nesse sentido, a existência de aves capazes de falar torna essa relação ainda mais complexa e evidencia que as dificuldades de estabelecer o limite entre o animal e o humano se estendem além dos primatas e envolvem as mais inusitadas espécies zoológicas.Since ancient times, parrots and their allies (Psittacidae) have fascinated Europeans by their striking colors and notable ability to interact with human beings. The discovery of the New World added new species to the international exotic animal trade, which for many centuries had brought beasts to Europe from Africa and the Orient. Lacking large mammals, tropical America participated in this trade with its most appealing species, essentially felines, primates and birds - especially parrots - which were shipped in large numbers. It should be noted, however, that at times these birds were not well liked. In fact, according to documents from colonial Brazil, only the ants rank higher than parrots as the animals most often mentioned as agricultural pests. On the other hand, some of these birds were so chatty that people suspected them to be demonic or possessed animals, since only three classes of beings - angels, men and demons - have the ability to speak. Nowadays, several Psittacidae still constitute a threat to agriculture, and the suspicion that extremely talkative birds were demon possessed has also survived. More than a joke or a mere curiosity, this belief exemplifies how intricate man’s relationships with the “natural world” may be. In this sense, the existence of birds that are able to speak adds a further twist to these relationships, demonstrating that the problem of establishing a boundary between the animal and the human does not only involve primates, but also includes some unusual zoological species

Découverte de nouveaux mécanismes d'actions des petits ARNs régulateurs bactériens

Le concept d’opéron, défini en 1960 par Jacob et Monod comme étant un groupe de gènes transcrits ensemble et dont les produits concourent à la réalisation d'une même fonction physiologique, est resté jusqu’à tout récemment pratiquement inchangé. Selon ce modèle, toute régulation génétique a lieu au niveau transcriptionnel et est médiée par des facteurs protéiques. Cependant, au cours de la dernière décennie, une révolution a eu lieu alors qu’il fut démontré que des petites molécules d'ARN, appelés sRNAs (small RNAs), sont capables de réprimer de manière post-transcriptionnelle l’expression d’ARN messagers (ARNm) chez les procaryotes. Leur mécanisme d'action consiste généralement à inhiber la traduction d'un ARNm en compétitionnant avec la liaison des ribosomes sur le site de liaison des ribosomes (SLR) situé dans la région 5' non traduite d’un ARNm. Cette inhibition de la traduction s’accompagne généralement d'une dégradation rapide de l’ARNm cible. Les recherches que j'ai effectuées au cours de mes études de 2e et 3e cycle ont permis de découvrir des mécanismes alternatifs par lesquels les sRNAs peuvent réprimer l’expression d’ARNm cibles. J'ai tout d’abord démontré que l’expression du petit ARN RyhB lors d'une carence en fer entraîne la dégradation seulement partielle de l’ARNm polycistronique iscRSUA. De plus, j'ai participé à l’élucidation du mécanisme de dégradation d'un ARNm par l’action d'un sRNA. En effet, nous démontrons que le site de clivage de la RNase E se situe plusieurs centaines de nucléotides en aval dans le cadre de lecture de la cible et que l'arrêt de la traduction n'est pas suffisant à l’obtention d'une dégradation rapide d'un ARNm cible. Finalement, j'ai caractérisé un nouveau mécanisme par lequel un sRNA peut réprimer la traduction d’un ARNm en s’appariant loin en amont du SLR par le recrutement de la protéine chaperon Hfq. Nous démontrons que c'est la protéine qui joue le rôle principal dans la compétition avec les ribosomes

Small RNA-induced differential degradation of the polycistronic mRNA iscRSUA

Most polycistronic genes are expressed in a single transcript, in which each cistron produces a fixed amount of protein. In this report, we show the first example of differential degradation of a polycistronic gene induced by a small regulatory RNA (sRNA). Our data show that the iron-responsive sRNA, RyhB, binds to the second cistron of the polycistronic mRNA, iscRSUA, which encodes the necessary machinery for biosynthesis of Fe–S clusters, and promotes the cleavage of the downstream iscSUA transcript. This cleavage gives rise to the remaining 5′-section of the transcript encoding IscR, a transcriptional regulator responsible for activation and repression of several genes depending on the cellular Fe–S level. Our data indicate that the iscR transcript is stable and that translation is active. The stability of the iscR transcript depends on a 111-nucleotide long non-translated RNA section located between iscR and iscS, which forms a strong repetitive extragenic palindromic secondary structure and may protect against ribonucleases degradation. This novel regulation shows how sRNAs and mRNA structures can work together to modulate the transcriptional response to a specific stress

Small RNA-induced mRNA degradation achieved through both translation block and activated cleavage

Small RNA (sRNA)-induced mRNA degradation occurs through binding of an sRNA to a target mRNA with the concomitant action of the RNA degradosome, which induces an endoribonuclease E (RNase E)-dependent cleavage and degradation of the targeted mRNA. Because many sRNAs bind at the ribosome-binding site (RBS), it is possible that the resulting translation block is sufficient to promote the rapid degradation of the targeted mRNA. Contrary to this mechanism, we report here that the pairing of the sRNA RyhB to the target mRNA sodB initiates mRNA degradation even in the absence of translation on the mRNA target. Remarkably, even though it pairs at the RBS, the sRNA RyhB induces mRNA cleavage in vivo at a distal site located >350 nucleotides (nt) downstream from the RBS, ruling out local cleavage near the pairing site. Both the RNA chaperone Hfq and the RNA degradosome are required for efficient cleavage at the distal site. Thus, beyond translation initiation block, sRNA-induced mRNA cleavage requires several unexpected steps, many of which are determined by structural features of the target mRNA

Comparative study between transcriptionally- and translationally-acting adenine riboswitches reveals key differences in riboswitch regulatory mechanisms

Many bacterial mRNAs are regulated at the transcriptional or translational level by ligand-binding elements called riboswitches. Although they both bind adenine, the adenine riboswitches of Bacillus subtilis and Vibrio vulnificus differ by controlling transcription and translation, respectively. Here, we demonstrate that, beyond the obvious difference in transcriptional and translational modulation, both adenine riboswitches exhibit different ligand binding properties and appear to operate under different regulation regimes (kinetic versus thermodynamic). While the B. subtilis pbuE riboswitch fully depends on co-transcriptional binding of adenine to function, the V. vulnificus add riboswitch can bind to adenine after transcription is completed and still perform translation regulation. Further investigation demonstrates that the rate of transcription is critical for the B. subtilis pbuE riboswitch to perform efficiently, which is in agreement with a cotranscriptional regulation. Our results suggest that the nature of gene regulation control, that is transcription or translation, may have a high importance in riboswitch regulatory mechanisms

[Jeunes filles jouant avec un cygne ou Léda] : [estampe] / Peint par G: Lethiers Directeur de l'Ecole Française. // & Impériale des Beaux Arts à Rome. ; Dessiné par Aug.te Desnoyers ; & gravé sous sa direction // Par C: F: Noël ; & Massol.

Référence bibliographique : IFF19 DESNOYERS ou BOUCHER-DESNOYERS (Baron-Auguste-Gaspard-Louis), 1