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Rôle fonctionnel de l’enzyme d’édition de l’ARN ADAR dans le nucléole

par Lattuca, Ruben
Président du jury Deplus, Rachel
Promoteur Detours, Vincent
Publication Non publié, 2024-06-10

Thèse de doctorat

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Résumé :

L’adénosine désaminase agissant sur l'ARN (ADAR) se lie aux ARNs double brins et convertit les adénosines en inosines, structurellement similaires aux guanosines et reconnues comme telles par la machinerie cellulaire. Plus de 4.5 millions de sites édités ont été recensés chez l’homme. La plupart des événements d'édition se produisent dans les répétitions Alus, un élément répétitif du génome susceptible de former des structures double brins. L'édition A-to-I est impliquée dans la régulation des mécanismes co- et post-transcriptionnels tels que l'épissage, la stabilité de l’ARN, la traduction, la régulation de l'expression génique et la régulation de la réponse interféron par déstabilisation des ARNs double brins. ADAR fait partie d'une famille d'enzymes avec deux autres paralogues, ADARB1 et ADARB2. ADAR et ADARB1 sont très exprimées dans le noyau des cellules cérébrales. ADARB2 ne possède pas d’activité catalytique d’édition et est exclusivement exprimée dans le cerveau où elle participerait à la régulation de l'édition de l'ARN. ADAR existe sous deux isoformes : ADAR p110, exprimée de manière constitutive dans le nucléoplasme et ADAR p150, une isoforme induite par l'interféron agissant principalement dans le cytoplasme qui localiserait entre les compartiments cytoplasmique et nucléaire.Bien qu'ADAR p110 et ADARB1 soient localisées dans le noyau, les deux enzymes sont colocalisées dans le nucléole de diverses lignées cellulaires. L'enrichissement nucléolaire d’ADAR a également été caractérisé dans les nucléoles de nombreux tissus sains et cancéreux, recensé dans le Human Protein Atlas. Bien que les fonctions d’ADAR soient bien établies dans le nucléoplasme et le cytoplasme, les raisons de l’enrichissement nucléolaire d’ADAR demeurent encore incertaines. La séquestration nucléolaire d'ADARB1 a été proposée pour réguler l'activité d'édition par interaction avec les ARNs ribosomiques. Cependant, la question de l'enrichissement nucléolaire d'ADAR p110 a reçu une attention limitée au cours des deux dernières décennies. L’activité d’édition d’ADAR p110 étant nucléoplasmique, nous avons cherché à mieux comprendre son enrichissement nucléolaire. Nous avons perturbé l'intégrité nucléolaire avec des doses d’actinomycine D pour évaluer la distribution cellulaire d’ADAR p110 en fonction de la durée du traitement et la perte progressive d’intégrité nucléolaire dans les lignées A549 et SH-SY5Y. Lors d'une perturbation nucléolaire, ADAR p110 est transportée du nucléole vers le nucléoplasme. Après 2 heures de traitement, ADAR p110 est exclue du nucléole. La translocation d’ADAR p110 est associée à une augmentation continue des niveaux d’édition. Dans l'ensemble, l'augmentation des niveaux d'édition se produit de manière co-transcriptionnelle dans les régions introniques, modifiant ainsi l'expression et l'épissage alternatif des gènes. Nos résultats révèlent que l’intégrité nucléolaire est nécessaire pour réguler l’activité d’édition d’ADAR p110 à l’échelle de l’éditome et prévenir un épissage aberrant.Nous avons ensuite vérifié si les changements de l’expression d’ADAR pouvaient perturber l’intégrité nucléolaire dans la lignée MDA-MB-231. La surexpression des isoformes d’ADAR p110 actives et inactives pour les fonctions d’édition semble entraîner de légères altérations de la structure nucléolaire. Cependant, nous n’avons pas pu observer une régulation nucléolaire significative médiée par ADAR en raison de la faible efficacité de la surexpression des isoformes d’ADAR. L’analyse de l’expression des gènes révèle un changement de l’expression des petits ARNs nucléolaires snoRNAs lors de la surexpression et l’inhibition d’ADAR. Ces snoRNAs sont également différentiellement exprimés lors de la surexpression de l’isoforme cytoplasmique ADAR p150, suggérant un mécanisme de régulation non lié à la localisation nucléolaire d’ADAR p110. Finalement, nous n’avons pas détecté d’édition dans les snoRNAs, excluant l’hypothèse d’enrichissement nucléolaire d’ADAR pour éditer les transcrits nucléolaires abondants. Dans l’ensemble, notre étude apporte de nouvelles informations sur la régulation d’ADAR p110 par rétention nucléolaire à l’échelle de l’éditome.