5′ and 3′ ends of chloroplast transcripts can both be stabilised by protein ‘caps': a new model for polycistronic RNA maturation

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Light-driven processes: key players of the functional biodiversity in microalgae

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Le système d expression du gène chloroplastique petA chez Chlamydomonas reinhardtii

Depuis l endosymbiose ayant mené au chloroplaste de l algue verte unicellulaire Chlamydomonas reinhardtii, la plupart des gènes de l endosymbiote primitif ont été transférés dans le génome nucléaire de l hôte, qui code donc des sous-unités des complexes de l appareil photosynthétique, mais aussi des facteurs régulant l expression des gènes restés dans le chloroplaste. Le gène chloroplastique petA, codant le cytochrome f, possède deux facteurs spécifiques : MCA1 est responsable de la stabilisation de l ARNm petA, et TCA1 de l activation de sa traduction. D autre part, la synthèse du cytochrome f est réprimée quand celui-ci ne peut s assembler au sein du complexe b6f, par le contrôle par épistasie de synthèse (ou CES). Le mécanisme moléculaire permettant l expression du gène petA et son contrôle par le CES a été largement dévoilé grâce aux travaux présentés dans ce manuscrit : les facteurs MCA1 et TCA1 forment différents complexes de haut poids moléculaires, pouvant contenir l ARNm petA, et le cytochrome f non assemblé signalise la dégradation de MCA1 par les protéases FtsH et ClpP.Par ailleurs, ces travaux ont fortuitement mené à la découverte d une mutation nucléaire dominante, su0, conduisant à la dégradation de l ARNm petA, mais seulement lors de sa traduction. La mutation causant ce phénotype intriguant, indépendante des facteurs MCA1 et TCA1 et du CES, a été localisée dans une région de 300 kb sur le chromosome 15, mais n a pas encore été identifiée.PARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF

Importance des facteurs codés par le génome nucléaire pour l'expression du génome chloroplastique (l'exemple du gène chloroplastique petA chez Chlamydomonas reinhardtii)

L'expression des gènes chloroplastiques dépend de nombreux facteurs codés par le génome nucléaire. Chez C. reinhardtii, l'analyse de mutants a révélé deux caractéristiques majeures de ces facteurs : ils sont généralement impliqués dans les étapes post-transcriptionnelles de l'expression d'un unique gène chloroplastique. Ainsi, MCA1 et TCA1 sont deux facteurs nucléaires respectivement impliqués dans la stabilisation et la traduction de l'ARNm chloroplastique petA codant le cytochrome f. Ces deux facteurs ont été clonés : TCA1 est une protéine pionnière tandis que MCA1 est une protéine PPR (PentatricoPeptide Repeats).L'analyse de transformants exprimant des niveaux variés de MCA1 ou TCA1 a montré que ces facteurs sont limitants pour l'expression du gène petA et qu'ils peuvent jouer un rôle régulateur. Parallèlement, le mode d'action de MCA1 et TCA1 a été analysé in vivo en modifiant la région 5' non traduite de petA par mutagenèse dirigée. Nous avons ainsi montré que MCA1 reconnaît une cible localisée à l'extrémité 5' de l'ARNm et protège le transcrit d'une dégradation ribonucléolytique 5'-3'. Contrairement aux autres facteurs de stabilisation analysés jusqu'ici, MCA1 n'est pas strictement requis pour la traduction. Néanmoins, il pourrait interagir avec TCA1, dont une cible putative a été identifiée à proximité de celle de MCA1.Enfin, j'ai identifié le mutant nucléaire crp4, affecté dans la maturation de l'extrémité 3' de l'ARNm petA. CRP4 pourrait être un composant de la machinerie générale de maturation/dégradation des ARN chloroplastiques car il semble impliqué dans la maturation de nombreux transcrits ainsi que dans une voie de dégradation des ARN liée à la traduction.PARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocPARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF

PPR proteins of green algae

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Régions polaires : des écosystèmes sous hautes pressions

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