Métabolisme et trafic des ARN dans la cellule végétale

Responsables d'équipe : Laurence MARECHAL-DROUARDAnne-Marie DUCHENE

Thème de recherche

Longtemps définie comme la centrale énergétique de la cellule, la mitochondrie est maintenant reconnue jouer un rôle primordial dans de nombreux autres processus biologiques vitaux pour la cellule. L’ensemble de ces processus requiert une communication importante entre la mitochondrie et les autres compartiments cellulaires. De plus, la biogenèse de cet organite est complexe et implique l’expression concertée des génomes nucléaire et mitochondrial puisque ce dernier ne code plus à ce jour que pour un nombre restreint de gènes. Dans ce contexte, les études portant sur le métabolisme mitochondrial de l’ARN et sur le trafic des ARN entre mitochondries et les autres compartiments cellulaires représentent un domaine en pleine expansion et encore très largement méconnu.

Nos objectifs principaux sont actuellement d’approfondir nos connaissances en répondant aux questions biologiques suivantes :

  • Quels sont les voies de clivage des ARNt dans la cellule végétale et quelles sont les rôles joués par les petits ARN non codants générés par ces clivages ?
  • Quelle est l’ampleur du processus d’adressage des ARNm cytosoliques à la surface des mitochondries,  comment la traduction des ARNm associés aux organites est-elle organisée et régulée dans la cellule végétale ?
  • Quels sont les éléments cis et trans impliqués dans la traduction mitochondriale ?

Ces travaux sont réalisés dans le cadre du laboratoire d’excellence (LabEx) MitoCross.

Projets

Les petits ARN non codants dérivant des ARN de transfert

Porteur de projet : Laurence MARÉCHAL-DROUARD

Au delà de leur rôle prépondérant dans la traduction les ARNt possèdent d’autres fonctions extrêmement importantes. Ainsi, des petits ARN non codants dérivant du clivage d’ARNt et appelés tRFs jouent des rôles majeurs dans de nombreux processus biologiques comme l’inhibition de la traduction, la dégradation des ARN ou encore la régulation de l’expression génique via la voie du silencing. Nos travaux visent à comprendre la genèse et le rôle des tRFs chez les plantes.

L’adressage des ARNm à la surface des mitochondries

Porteurs de projet : Anne-Marie DUCHÊNE, Patryk NGONDO

Le trafic intracellulaire d’ARNm et la régulation spatiale de la traduction sont des mécanismes essentiels pour l’expression des gènes. Des altérations de l’adressage des messagers et de leur traduction in situ se révèlent dramatiques pour la cellule, et certaines pathologies humaines y sont d’ailleurs associées.
Chez de nombreux eucaryotes, certains messagers sont adressés à la surface des mitochondries afin d’y être traduits. Nous explorons les mécanismes et rôles physiologiques de cet adressage d’ARNm et de la traduction à la surface des mitochondries, ceci dans deux modèles, chez les plantes (A.M. Duchêne) et dans les cellules de mammifère (P. Ngondo).

Traduction mitochondriale chez l’algue verte Chlamydomonas reinhardtii

Porteur de projet : Thalia SALINAS-GIEGÉ

Le processus de la traduction mitochondriale reste très largement méconnu que ce soit chez les plantes supérieures ou chez l’homme. La principale raison à cela est l’impossibilité de transformer le génome mitochondrial de ces organismes. Les mitochondries de C. reinhardtii offrent le rare avantage de pouvoir être transformées et nous travaillons sur cet organisme modèle pour élucider les mécanismes moléculaires impliqués dans la synthèse protéique des huit ARN messagers mitochondriaux.

Membres de l'équipe

Choix de publications

  • MEGEL C., HUMMEL G., UBRIG E., COGNAT V., MORELLE G., SALINAS-GIEGÉ T., DUCHÊNE A.M. and MARÉCHAL-DROUARD L.

    Plant RNases T2, but not Dicer-like proteins, are major players of tRNA-derived fragments biogenesis

    Nucleic Acids Research, 47(2):941-952, 2019. | DOI : 10.1093/nar/gky1156DOI logo

  • SALINAS-GIEGÉ T., CAVAIUOLO M., COGNAT V., UBRIG E., REMACLE C., DUCHÊNE A.M., VALLON O. and MARÉCHAL-DROUARD L.

    Polycytidylation of mitochondrial mRNAs in Chlamydomonas reinhardtii

    Nucleic Acids Research, 15:12963-12973, 2017. | DOI : 10.1093/nar/gkx903DOI logo

  • VINCENT T., VINGADASSALON A., UBRIG E., AZEREDO K., SROUR O., COGNAT V., GRAINDORGE S., SALINAS-GIEGÉ T., MARÉCHAL-DROUARD L. and DUCHÊNE A.M.

    A genome-scale analysis of mRNAs targeting to plant mitochondria: upstream AUGs in 5’-UTRs reduce mitochondrial association

    Plant Journal, 92:1132-1142, 2017. | DOI : 10.1111/tpj.13749DOI logo

  • COGNAT V., MORELLE G., MEGEL C., MOLINIER J.., VINCENT T., SMALL I., DUCHÊNE A.M. and MARÉCHAL-DROUARD L.

    The nuclear and organellar tRNA-derived RNA fragment population in Arabidopsis thaliana is hygly dynamic

    Nucleic Acids Research, 45:3460-3472, 2016. | DOI : 10.1093/nar/gkw1122DOI logo

  • MICHAUD M., UBRIG E., FILLEUR S., ERHARDT M., EPHRITIKHINE G., MARÉCHAL-DROUARD L. and DUCHÊNE A.M.

    Differential targeting of VDAC3 mRNA isoforms influences mitochondria morphology

    Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 111(24):8991-8996, 2014. | DOI : 10.1073/pnas.1402588111DOI logo