Métabolisme et trafic des ARN dans la cellule végétale

Responsable d'équipe : Laurence MARECHAL-DROUARD

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.

Les projets

  • Les petits ARN non codant dérivant des ARN de transfert (Laurence MARÉCHAL-DROUARD)
  • L’adressage des ARNm à la surface des mitochondries (Anne-Marie DUCHÊNE)
  • Traduction mitochondriale chez l’algue verte Chlamydomonas reinhardtii (Thalia SALINAS-GIEGÉ)

Projets en cours

Les petits ARN non codant 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

Porteur de projet : Anne-Marie DUCHÊNE

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. Une plateforme de traduction a en particulier été identifiée à la surface des mitochondries, et nous explorons son fonctionnement chez les plantes.

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

Publications

  • COGNAT V., MORELLE G, MEGEL C, LALANDE S., MOLINIER J., VINCENT T., SMALL I, DUCHÊNE A. 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. | PMI27899576 :

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

    Differential targeting of VDAC3 mRNA isoforms influences mitochondria morphology

    Proceedings of the National Academy of Sciences U S A, 111(24):8991-8996, 2014. | PMI24889622 :

  • SALINAS-GIEGÉ T., EL FAROUK-AMEQRANE S., UBRIG E., SAUTER C., DUCHÊNE A. and MARÉCHAL-DROUARD L.

    Molecular basis for the differential interaction of plant mitochondrial VDAC proteins with tRNAs

    Nucleic Acids Research, 42(15):9937-48, 2014. | PMI25114051 :

  • COGNAT V., PAWLAK G., DUCHÊNE A., DAUJAT M., GIGANT A., SALINAS-GIEGÉ T., MICHAUD M., GUTMANN B., GIEGÉ P., GOBERT A. and MARÉCHAL-DROUARD L.

    PlantRNA, a database for tRNAs of photosynthetic eukaryotes.

    Nucleic Acids Research, 41:273-279, 2013. | PMI23066098 :

  • SALINAS-GIEGÉ T., DUBY F., LAROSA V., COOSEMANS N., BONNEFOY N., MOTTE P., MARÉCHAL-DROUARD L. and REMACLE C.

    Co-evolution of mitochondrial tRNA import and codon usage determines translational efficiency in the green alga chlamydomonas

    PLoS Genetics, 8(9):e1002946, 2012. | PMI23028354 :

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