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Distanciation génomique chez la levure : lâche mon ADN !

La distanciation sociale ne s’applique pas seulement aux sociétés humaines en période de pandémie. Le génome de tous les organismes est un environnement surpeuplé dans lequel de nombreuses machineries concourent à lire, copier et réparer l’information codée. Ces machineries sont susceptibles de se rencontrer et certaines de ces collisions peuvent interférer avec leur bon fonctionnement, mettant potentiellement en danger la physiologie de la cellule, sa survie ou même altérant les contrôles cellulaires sur la prolifération. Les conflits entre transcription et réplication en sont un exemple typique. De nombreuses études menées ces dernières années ont clairement établi que la transcription n’est pas limitée à des gènes bien définis mais se produit pratiquement partout dans le génome, ce qui augmente les risques de conflits. Le complexe de l’ARN polymérase en phase d’élongation est très stable et peut arrêter la réplication aux sites de conflits, avec des conséquences potentiellement délétères sur la fidélité du processus. Les mécanismes qui préviennent ou résolvent ces conflits font l’objet d’intenses recherches : comment ces voisinages génomiques sont-ils maintenus en harmonie ?

Dans une étude dirigée par D.Libri à l’Institut Jacques Monod et récemment publiée en ligne dans Molecular Cell, les auteurs décrivent un mécanisme cellulaire important pour limiter les conflits avec la transcription. Sen1 est un facteur conservé et essentiel qui a un rôle majeur dans la terminaison de la transcription de nombreux gènes d’ARN non codant, et a également été impliqué dans la limitation des conflits transcription-réplication. Mais ces deux facettes de la fonction de Sen1 pourraient ne pas être indépendantes, car les ARN polymérases « errantes » qui ne terminent pas peuvent se retrouver sur le chemin de la machinerie de réplication. Les auteurs ont exploité la découverte que Sen1 interagit avec le réplisome, vraisemblablement pour ouvrir la voie à la réplication en cas de conflit, et ont utilisé un mutant qui termine la transcription normalement mais perd l’interaction avec le réplisome. En combinant cet outil génétique à des analyses à haute résolution à l’échelle du génome, ils ont pu montrer que Sen1 retire les ARN polymérases à l’extrémité 5′ des gènes en cours de réplication, mais aussi à d’autres sites de collision avec le réplisome. L’action est double : d’un côté, Sen1 empêche les ARN polymérases de dépasser les limites de leur site de fonction, de l’autre, lorsque cela se produit, il les élimine des régions de conflits. Sen1 one n’est pas seul dans cette tâche : les RNases H sont des partenaires fonctionnels importants, vraisemblablement en dégradant l’ARN naissant associé à son ADN matrice dans une structure appelée R-loop. Mais il y a plus : Sen1 résout ou empêche également les conflits entre l’ARN polymérase II (qui transcrit les gènes codant pour les protéines) et les deux autres ARN polymérases, qui transcrivent les ARNt et l’ARN ribosomal.

Ainsi, Sen1 est un pacificateur général dans un monde génomique de conflits.

https://doi.org/10.1016/j.molcel.2022.06.021

Contact : Domenico Libri, Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier : domenico.libri@igmm.cnrs.fr

Institut : Institut Jacques Monod

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