Reconnaissance moléculaire et régulation en présence d’ARN d’un signal de localisation nucléaire bimodulaire - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2021

Molecular recognition and RNA-mediated regulation of a bimodular nuclear localization signal

Reconnaissance moléculaire et régulation en présence d’ARN d’un signal de localisation nucléaire bimodulaire

Allegra Mboukou
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1364584
  • IdRef : 256955808

Résumé

A hallmark of eukaryotic cells is the physical separation of the genetic material from the translation machinery. The transport of macromolecules between the nucleus and cytoplasm is an effective process orchestrated by transport receptors. Transportin-1 (Trn1) is a nuclear import receptor involved in the recognition of a particular class of NLS, the PY-NLS. However, besides PY-NLSs, many Trn1 cargoes harbor NLSs that do not resemble the archetypical PY-NLS. This is the case of the RNA-editing enzyme ADAR1, the NLS of which is Trn1-dependent. This atypical NLS consists of two modules that adopt functional conformation through the folding of one of the ADAR1 double-stranded RNA-binding domains (dsRBD). Until now, the understanding of the functioning of this atypical NLS was based on a model built on modelling data, which suggested that the atypical NLS of ADAR1 can only be recognized by Trn1 when it is not associated with substrate RNAs. This would prevent the transport of ADAR1 bound to cytoplasmic RNAs into the nucleus. The aim of my thesis was to validate experimentally this model using structural data. On the one hand, the resolution of the crystallographic structure of ADAR1 dsRBD carrying the NLS of ADAR1 in complex with a double-stranded RNA showed that this dsRBD binds to RNA in a canonical manner without structural rearrangement, thus validating one part of the model. On the other hand, my work on the complex between the ADAR1 NLS and its nuclear import receptor Trn1, has led to a better understanding of the recognition mode of this atypical NLS. The combination of different biophysical techniques showed that the NLS of ADAR1 does not have the same recognition mode as PY-NLSs. Indeed, the Trn1 H8 loop, known to be involved in the release of PY-NLSs, is in the case of ADAR1 involved in the recognition of its atypical NLS. As a whole, my work sheds new light on the functioning of the atypical NLS of ADAR1.
Une caractéristique des cellules eucaryotes est la séparation physique du matériel génétique de la machinerie de traduction. Le transport de macromolécules entre le noyau et le cytoplasme est un processus efficace orchestré par des récepteurs de transport. La Transportine-1 (Trn1) est un récepteur d'import nucléaire impliqué dans la reconnaissance d'une classe particulière de NLS, les PY-NLS. Cependant, plusieurs protéines cargos transportées par Trn1 ne possèdent pas de PY-NLS, et leur reconnaissance est mal caractérisée. C'est le cas de l'enzyme d'édition d'ARNs ADAR1 dont le NLS dépendant de Trn1 est atypique et formé de deux modules qui adoptent une conformation fonctionnelle grâce au repliement d'un des domaines de liaison à l'ARN double-brin (dsRBD) d'ADAR1. Jusqu'à présent, la compréhension du fonctionnement de ce NLS atypique, reposait sur modèle basé sur des données de modélisations qui suggéraient que ce dernier ne peut être reconnu par Trn1 que lorsqu'il n'est pas lié à des ARNs substrats, ce qui empêcherait le transport d'ARNs cytoplasmiques liés à ADAR1 vers le noyau. Dans cette thèse, j'ai réalisé des travaux dont l'objectif est la validation expérimentale de ce modèle par des données structurales. D'une part, la résolution de la structure cristallographique du dsRBD portant le NLS d'ADAR1 en complexe avec un ARN double-brin a montré que ce domaine dsRBD se lie à l'ARN de façon canonique sans réarrangement de structure, validant ainsi une partie du modèle de fonctionnement du NLS. D'autre part, les travaux que j'ai réalisés sur le complexe entre le NLS d'ADAR1 et son récepteur d'import Trn1 ont permis de mieux comprendre le mode de reconnaissance de ce NLS. La combinaison de différentes techniques biophysique a permis de montrer que le NLS d'ADAR1 ne présente pas exactement le même mode de reconnaissance que les PY-NLS. En effet, la boucle H8 de Trn1 qui est connue pour être impliquée dans le relargage des PY-NLS, est dans le cas d'ADAR1 impliquée dans la reconnaissance de son NLS atypique. Dans leur ensemble, mes travaux apportent un éclairage nouveau sur le mode de fonctionnement du NLS atypique d'ADAR1.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04508717 , version 1 (18-03-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04508717 , version 1

Citer

Allegra Mboukou. Reconnaissance moléculaire et régulation en présence d’ARN d’un signal de localisation nucléaire bimodulaire. Biologie structurale [q-bio.BM]. Université Paris Cité, 2021. Français. ⟨NNT : 2021UNIP5007⟩. ⟨tel-04508717⟩
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