The CCR4-NOT Complex Physically and Functionally Interacts with TRAMP and the Nuclear Exosome

BACKGROUND: Ccr4-Not is a highly conserved multi-protein complex consisting in yeast of 9 subunits, including Not5 and the major yeast deadenylase Ccr4. It has been connected functionally in the nucleus to transcription by RNA polymerase II and in the cytoplasm to mRNA degradation. However, there has been no evidence so far that this complex is important for RNA degradation in the nucleus. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: In this work we point to a new role for the Ccr4-Not complex in nuclear RNA metabolism. We determine the importance of the Ccr4-Not complex for the levels of non-coding nuclear RNAs, such as mis-processed and polyadenylated snoRNAs, whose turnover depends upon the nuclear exosome and TRAMP. Consistently, mutation of both the Ccr4-Not complex and the nuclear exosome results in synthetic slow growth phenotypes. We demonstrate physical interactions between the Ccr4-Not complex and the exosome. First, Not5 co-purifies with the exosome. Second, several exosome subunits co-purify with the Ccr4-Not complex. Third, the Ccr4-Not complex is important for the integrity of large exosome-containing complexes. Finally, we reveal a connection between the Ccr4-Not complex and TRAMP through the association of the Mtr4 helicase with the Ccr4-Not complex and the importance of specific subunits of Ccr4-Not for the association of Mtr4 with the nuclear exosome subunit Rrp6. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE: We propose a model in which the Ccr4-Not complex may provide a platform contributing to dynamic interactions between the nuclear exosome and its co-factor TRAMP. Our findings connect for the first time the different players involved in nuclear and cytoplasmic RNA degradation

Trimethylguanosine synthase (Tgs1): Involvment in nucleolar morphology and characterization of its physical and functional environment

La TriméthylGuanosine Synthase 1 de levure (Tgs1) à été identifiée à la suite d’un criblage double hybride en utilisant l’extrémité basique carboxy-terminale de la protéine SmB, cœur des snRNP, comme appât. Il a été également montré que Tgs1 interagit spécifiquement avec le domaine carboxyl-terminal basique KKD/E des protéines Nop58p et Cbf5p, deux composants protéiques du coeur des snoRNP. Le gène TGS1 n’est pas essentiel mais sa délétion confère un phénotype de cryo-sensibilité associé à un léger défaut d’épissage à basse température, associé à la rétention de U1 dans le nucléole. La recherche de substrats pour cette protéine a montré que Tgs1p est capable de méthyler la coiffe monométhylée des snARN et des snoARN transcrits par l’ARN polymérase II. La grande majorité des snoARN joue un rôle dans la sélection des sites de modifications de plusieurs classes d’ARN. Certains, par contre, sont impliqués dans la voie de synthèse des ribosomes, un processus comprenant de multiples étapes de clivages endo- et exoribonucléotidiques et ayant lieu dans le nucléole où les facteurs impliqués dans ces réactions se concentrent en plusieurs domaines distincts. Le point de départ de ce travail de thèse a été de tester un possible rôle de Tgs1p et/ou de la triméthylation dans la biosynthèse du ribosome.Dans un premier temps, l’analyse du processing des ARN ribosomiques dans la souche délétée pour TGS1 nous a permis de mettre en évidence l’implication de Tgs1 dans la formation de l’ARNr de la petite sous-unité, l’ARNr 18S. Des mutants catalytiques de Tgs1, incapables de reconnaître et de modifier les coiffes m7G, ont été crées. L’analyse de la voie de biogenèse des ribosomes dans ces souches ne présente pas les défauts constatés dans la souche délétée, révélant que c’est la protéine et non sa fonction catalytique qui est requise. De plus, ces mutants sont autant défectueux dans l’épissage des ARN messagers, excluant toute implication du défaut d’épissage dans le ralentissement de la voie de biogenèse des ribosomes observé dans la souche délétée. L’ultrastructure des souches délétées pour TGS1 observée en microscopie électronique nous a permis de mettre en évidence un effet de l’absence de Tgs1 sur la morphologie nucléolaire. En effet, le nucléole dans ces souches ne présente plus de nucléole structuré, bi-compartimenté. Les analyses en microscopie à fluorescence ont confirmé la disparition de la ségrégation des deux compartiments nucléolaires, suggérant que le défaut dans la biogenèse des ribosomes puisse être une conséquence de la perte de cohérence du nucléole.La caractérisation de l’environnement physique et fonctionnel de Tgs1 a été entreprise afin de mettre à jour des fonctions additionnelles de la protéine. Diverses approches ont été envisagées: la recherche de partenaires physiques par l’emploi d’un allèle de TGS1 étiquetté TAP permettant la purification puis l’analyse de partenaires physiques ainsi que la recherche de partenaires fonctionnels par la méthode du crible synthétique létal. La recherche de partenaires physiques a permis de révéler l’existence d’un grand nombre d’ARN non codants coprécipités avec Tgs1. Certains sont des substrats connus de la protéine mais un grand nombre d’ARN ne possédant pas de coiffes monométhylées. La recherche de partenaires fonctionnels a permis la découverte de candidats synthétiques létaux appartenant à deux groupes, un groupe lié à l’épissage des ARN messagers et un autre groupe constitué de membres du complexe SWR1, complexe impliqué dans la régulation transcriptionnelle par modification de la chromatine. Lors de ce crible de candidats synthétiques létaux, il est apparu que la délétion de TGS1 restaure partiellement le défaut de croissance à chaud induit par la délétion du gène RRP47, dont le produit est impliqué dans la maturation de l’extrémité 3’ de plusieurs types d’ARN non codants. Les travaux préliminaires effectués ne permettent pas encore d’expliquer un tel phénotype.Au cours de ce travail de thèse, nous avons pu répondre à un certain nombre de questions sur la fonction et le rôle de Tgs1 dans la cellule. La fonction catalytique de Tgs1 dans la méthylation des coiffes m7G est clairement nécessaire à l’efficacité de l’épissage des ARN messagers mais le rôle de la triméthylation de la coiffe des snoARN n’est pas élucidé à ce jour. Le fait que la fonction catalytique de Tgs1 n’est pas impliquée dans le défaut dans la biogenèse des ribosomes et la découverte du rôle de la protéine dans la morphologie nucléolaire, laisse entrevoir l’existence de fonctions additionnelles de Tgs1 dans la cellule. La caractérisation de son environnement physique et fonctionnel abonde justement dans ce sens, mettant à jour plusieurs interactions probablement liées à sa fonction catalytique, notamment dans l’épissage des ARN messagers mais également un grand nombre d’interactions impliquant la participation de Tgs1 dans d’autres voies métaboliques. Doctorat en Sciencesinfo:eu-repo/semantics/nonPublishe

Selective expression of alternatively spliced isoforms of the murine p120ctn gene in the mouse oocytes and preimplantation embryos

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The small nucle(ol)ar RNA cap trimethyltransferase is required for ribosome synthesis and intact nucleolar morphology.

Nucleolar morphogenesis is a poorly defined process. Here we report that the Saccharomyces cerevisiae nucleolar trimethyl guanosine synthase I (Tgs1p), which specifically selects the m(7)G cap structure of snRNAs and snoRNAs for m(2,2,7)G conversion, is required not only for efficient pre-mRNA splicing but also for pre-rRNA processing and small ribosomal subunit synthesis. Mutational analysis indicates that the requirement for Tgs1p in pre-mRNA splicing, but not its involvement in ribosome synthesis, is dependent upon its function in cap trimethylation. In addition, we report that cells lacking Tgs1p showed a striking and unexpected loss of nucleolar structural organization. Tgs1p is not a core component of the snoRNP proteins; however, in vitro, the protein interacts with the KKD/E domain present at the carboxyl-terminal ends of several snoRNP proteins. Strains expressing versions of the snoRNPs lacking the KKD/E domain were also defective for nucleolar morphology and showed a loss of nucleolar compaction. We propose that the transient and functional interactions of Tgs1p with the abundant snoRNPs, through presumed interactions with the KKD/E domain of the snoRNP proteins, contribute substantially to the coalescence of nucleolar components. This conclusion is compatible with a model of self-organization for nucleolar assembly.Journal ArticleResearch Support, Non-U.S. Gov'tinfo:eu-repo/semantics/publishe