Nucléole : développement et réponse aux stress

Thématiques de recherche

Les recherches de l'équipe portent sur la compréhension de l'organisation structurelle et fonctionnelle du nucléole et des gènes de l’ARN ribosomal 45S (ADNr 45S) chez les plantes (Figure 1). Dans tous les organismes eucaryotes, la transcription de l'ADNr 45S par l'ARN pol I et la  maturation du pré-ARNr 45S sont la clé de voûte de l'assemblage du nucléole et de la biogenèse des ribosomes. Pendant la maturation, les ARNr subissent des cleavages endo- et exonucleolytics (major/ITS1-first ou minor/5'ETS-first pathway) et  des modifications au niveau de sites spécifiques (méthylation de sucres et/ou de bases, pseudouridylation, acétylation, etc.). Ces modifications sont conservées dans les cellules eucaryotes supérieures et sont nécessaires à la stabilité de la structure du ribosome ainsi qu'à la « accuracy » et « fine-tuning » de la traduction. Au sein de l'équipe, nous avons abordé ces problèmes lors de la croissance et du développement des plantes ainsi que dans la réponse aux conditions cellulaires et environnementales.

Figure 1. A) Chez la plante modèle Arabidopsis thaliana (Col-0), les gènes d’ARNr 45S sont organisés en répétitions tandem dans la région organisatrice nucléolaire (NOR) des chromosomes 2 et 4 (NOR2 et NOR4). Le NOR2 contient des variants d'ADNr 45S de type 1 tandis que le NOR4 contient des variants d'ADNr 45S de types 2 et 3. Dans des plantules et en conditions standard de croissance, les NOR2 et NOR4 sont respectivement silencieux ou actifs sur le plan transcriptionnel. Chaque unité d'ADNr 45S code pour les ARNr 18S, 5,8S et 25S séparés par des espaceurs transcrits externes (5'ETS et 3'ETS) et internes (ITS-1 et ITS-2). Les ARNr 25S, 5.8S, 5S (transcrits par l’ARN pol III), forment la grande sous-unité (LSU) et l’ARNr 18S forment la petite sous-unité (SSU) du ribosome. Le LSU agit comme un ribozyme, catalysant la formation de liaisons peptidiques, tandis que le SSU abrite le centre de décodage ou de traduction. Dans toutes les cellules eucaryotes, les ARNr subissent des modifications nucléotidiques, notamment la 2’-O-méthylation guidée par de petits complexes nucléolaires C/D snoRNP. La maturation des ARNr et l’assemblage des particules 40S et 60S s'initie sur le pré-ARNr naissant et nécessite des centaines de facteurs, notamment le complexe Nucleolin-U3snoRNP, RTL2 et Rrp7, Smo4 ; Smo2 et ARN hélicase RH10.  Ces facteurs et modifications ont été étudiés ces dernières années. B) Visualisation des NORs par DNA FISH (blanc) et du nucléole par immunolocalisation de NUC1 (vert). L'euchromatine est marquée à l'aide d'anticorps anti-H3K4me3 (violet).

Mots clés : nucléole, ribosome, rDNA, rRNA, modification de RNA, snoRNA

Projets financés

• ANR MetRibo (05/2021-10/2025): Tackling rRNA Methylation: Molecular Bases and Ribosome Translational Impact: Partners: J. Sáez-Vásquez (CNRS/UPVD, Perpignan), I. Motorin (U. de Lorraine, Strasbourg); C. Gaspin (INRA, Toulouse).
• ANR RoxRNase (04/2021-09/2025): Redox regulation in small RNA-mediated responses to biotic and abiotic stresses. Partners J-P. Reichheld (CNRS/UPVD, Perpignan); J. Sáez-Vásquez (CNRS/UPVD, Perpignan), H. Vaucheret (INRA, Versailles. CES12 Genetic, Genomic and RNA.
• ANR RiboStress (01/2018-12/2021). Genetic, epigenetic and protein-based crosstalks between nucleolus functional reorganization and response to stress. Partners: J. Sáez-Vásquez (CNRS/UPVD, Perpignan) F. Barneche (ENS, Paris), C. Carapito (CNRS/U de Strasbourg) and F. Le Galliard (CEREEP-ECOTRON IDF).

Membres

• SÁEZ VÁSQUEZ Julio

• COMELLA Pascale

• ETHEVE-BIES Natacha

• DE BURES Anne

Anciens membres

• Eduardo Muñoz Díaz
• Charlotte Montacié
• Erwen Lemesle (CDD IE, ANR RoxRNAse)
• Sara-Alina Neumann (CDD/Post doc Chercheur, MetRibo)
• Tommy Darrière (CDD/Post doc Chercheur, RiboStress)

Distinction

Publication par collection

Articles

Communications dans un congrès et posters

Thèse et HDR