Juillet 2010 - Le film de la transcription en 3 dimensions
Des chercheurs de l'Institut de Génétique et de Biologie
Moléculaire et cellulaire (CNRS / Inserm / Université de
Strasbourg) sont parvenus à séquencer « image par
image » l'initiation de la transcription de l'ADN, c'est-à-dire
la copie de l'ADN en ARN. Le voile vient d'être levé sur
une partie des mécanismes de cette étape cruciale. Les résultats
de ces travaux, réalisés en collaboration avec une équipe
de l'Université américaine Vanderbilt (Nashville, Tennessee),
sont publiés le 17 juin dans la revue Nature.
L'expression des gènes se déroule en deux étapes
: la transcription de l'ADN en ARN par une enzyme, l'ARN polymérase
(1), puis la traduction de cet ARN en protéines dont le fonctionnement
conditionne les caractéristiques de chaque individu.
La transcription, un mécanisme contrôlé
dans le temps et dans l'espace
La transcription met en jeu une cinquantaine de molécules régulatrices
qui interagissent entre elles et permettent de débuter la lecture
du gène « au bon endroit et au bon moment ». Le moindre
dérèglement d'une de ces molécules perturbe la transcription.
La connaissance de ses mécanismes d'initiation et de régulation
est une étape indispensable pour comprendre l'expression des gènes.
Les chercheurs en biologie structurale de l'IGBMC étudient les
structures des molécules afin de mieux comprendre leurs fonctions.
L'équipe de Patrick Schultz se concentre tout particulièrement
sur l'architecture des molécules impliquées dans la transcription
et tente de décrypter les mécanismes de leurs interactions.
Une analyse « image par image »
L'analyse des complexes de transcription par cryomicroscopie électronique
permet d'observer une molécule dans un état hydraté
proche de son état naturel. Dans chaque photographie prise au microscope
des milliers d'exemplaires d'une même molécule apparaissent
sous divers angles et à des moments différents de leur cycle
réactionnel. De l'analyse statistique de ces images, l'équipe
de Patrick Schultz a fait ressortir différentes conformations en
3 dimensions, correspondant à différentes étapes
de l'initiation de la transcription. « Nous avons séquencé
« image par image » et tourné le film des premières
étapes de la transcription », précise-t-il.
Consultez la vidéo : http://www.youtube.com/watch?v=gPUvtneNxIk
Le facteur TFIID, acteur principal de la transcription
L'équipe de Patrick Schultz s'intéresse à une protéine
complexe, plateforme d'assemblage dans la phase d'initiation de la transcription:
le facteur TFIID. En effet, sous l'impulsion de l'activateur Rap1 fixé
en amont du gène à transcrire, il est attiré et se
lie à l'ADN. Combiné à un autre facteur, TFIIA, il
change de conformation et permet à l'ARN polymérase d'initier
la transcription. L'originalité de ce mécanisme repose sur
la formation d'une boucle d'ADN qui permet de positionner l'ARN polymérase
à l'endroit exact où débute la séquence du
gène à transcrire.
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G Papai/IGBMC La structure du facteur de transcription TFIID obtenue après analyse d'image est représentée en jaune sur un fond d'image de cryomicroscopie électronique montrant les molécules hydratées congelée en gris sombre. L'activateur de transcription Rap1 (rouge) interagit avec le facteur TFIIA (bleu) et contribue à former une boucle d'ADN (vert) |
Notes :
(1) Enzyme capable d'écarter les deux brins de la double
hélice d'ADN au début d'un gène puis de procéder
à la synthèse du brin d'ARN messager en se déplaçant
le long de l'ADN codant.
Références :
TFIIA and the transactivator Rap1 cooperate to commit TFIID
for transcription initiation
Gabor Papai1,2,3,4, Manish K. Tripathi5, Christine Ruhlmann1,2,3,4, Justin
H. Layer5, P. Anthony Weil5 & Patrick Schultz1,2,3,4
1IGBMC (Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire
et Cellulaire) department of Structural Biology and Genomics, 1 rue Laurent
Fries, BP10142, 67404 Illkirch, France. 2Inserm, U964, Illkirch, F-67400
France, 3CNRS, UMR7104, Illkirch, F-67400 France, 4Université de
Strasbourg, Strasbourg, F-67000, France, 5Department of Molecular Physiology
and Biophysics, Vanderbilt University School of Medicine, Nashville, Tennessee
37232, USA.
Nature, 17 juin 2010, Consulter
le site web
Contacts :
Presse
CNRS : Priscilla Dacher
priscilla.dacher@cnrs-dir.fr
T 01 44 96 46 06
Inserm : Priscille Rivière
priscille.riviere@inserm.fr
T 01 44 96 46 06
Chercheur :
Patrick Schultz
patrick.schultz@igbmc.fr
Tel : 03 88 65 57 50
