5-1-3 Fonctions des microARNs

Le duplexe de miARNs formé suite à la maturation par Dicer est constitué de deux brins d’ARN opposés 3p et 5p. Ce duplexe de miARNs mature est intégré dans des complexes effecteurs nommés miRNP (Mourelatos et al., 2002). Ces complexes miRNP permettront aux miARNs matures d’exercer leurs fonctions régulatrices. Les modes d’action des miARNs sont présentés dans la figure 5.

Le duplexe formé suite au clivage du pré-miARN par Dicer sera associé à la protéine Ago 2 et formera le complexe miRNP. Cette formation du complexe miRNP s’effectue par un changement de conformation nécessitant l’hydrolyse d’ATP et la présence de protéines chaperonnes (Iwasaki et al., 2010). Une fois que le duplexe est relâché par Dicer, l’extrémité la plus stable reste liée à TRBP2 et l’autre extrémité est liée par Ago. La liaison avec Ago s’effectue par le domaine PAZ de la protéine (Cerutti and Casas-Mollano, 2006; Tomari et al., 2004). Suite à cette étape, le duplexe de miARNs sera dissocié puisque un brin sera gardé dans le complexe miRNP et l’autre brin sera dégradé. La sélection du brin qui sera maintenu dans le complexe dépend de la stabilité thermodynamique du duplex. Le brin dont l’extrémité 5’ est la plus instable sera maintenue dans le complexe (Kwak and Tomari, 2012). Cependant la sélection ne procède pas toujours de cette façon puisque pour certains miARNs le choix du brin mature va varier selon le type cellulaire et le tissu (Ro et al., 2007). Et pour d’autres miARNs, les deux brins donneront des miARNs matures (Ro et al., 2007).

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Figure 5: Fonctions régulatrices des miARNs et les molécules impliquées. Fonctions

régulatrices des miARNs et les molécules impliquées. A) Inhibition de l’initiation de la traduction des ARNm. Cette inhibition se caractérise par une dissociation du complexe ribosomale 80S, par le recrutement du facteur eIF6, par le complexe RISC, ou par compétition de la protéine Ago2 avec les facteurs eIF4E ou eIF4G. B) Inhibition de l’élongation de la traduction de l’ARNm. L’association du complexe RISC à l’ARNm après le début de la traduction causerait un ralentissement dans le processus d’élongation et une dissociation des ribosomes (Petersen et al., 2006). C) Déadénylation de l’ARNm

menant à sa dégradation. La déadénylation se produit par l’interaction entre Ago2 et le facteur CAF1, ce qui permet le recrutement du complexe protéique CCR4-NOT. Ce complexe abrite à la fois le récepteur CCR4 et les enzymes déadénylases CAF1. Tirée et adaptée de (Sayed and Abdellatif, 2011).

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La région nommée seed du miARN mature constitue la région complémentaire au site de liaison sur l’ARNm cible. Cette région se situe entre les nucléotides 2 à 8 en position 5’ du miARN (Lewis et al., 2005). Les nucléotides de 9 à 11 ne présentent pas de complémentarité avec l’ARNm cible, ce qui le protège du clivage par Ago2. Il a également été observé qu’un appariement pouvait se produire à l’extrémité 3’, ce qui renforce l’interaction du complexe miRNP avec l’ARNm. La majorité des sites de liaison des miARNs sont situé dans le 3’UTR des ARNm cibles. D’autres sites de liaisons ont été identifiés dans le 5’UTR et dans les régions codantes des ARNm cibles. Il a été démontré que plusieurs sites de liaison peuvent être situés à proximité sur le même ARNm (Lewis et al., 2005). L’association du miRNP avec l’ARNm cible peut entrainer trois types de régulations : l’inhibition de la traduction de l’ARNm, la dégradation de l’ARNm ou l’activation de la traduction.

Inhibition de la traduction de l’ARNm cible

Une complémentarité imparfaite entre le brin de miARN mature et l’ARNm cible peut entrainer une inhibition de la traduction de ce dernier. Des études proposent que l’inhibition de la traduction par les miARN soit le fruit d’une interférence avec le recrutement des facteurs d’initiation de la traduction (Humphreys et al., 2005; Pillai et al., 2005). Un des éléments du complexe miRNP, la famille des protéines GW182, est associé à l’inhibition de la traduction des ARNm. GW182 lie la protéine Ago2 via son domaine N-terminal, alors que le domaine C-terminal sert au recrutement de protéines effectrices requises à la répression de la traduction des ARNm cibles (Fabian and Sonenberg, 2012). GW182 antagonise la protéine PABP1 en empêchant sa liaison au complexe d’initiation eIF4F (Zekri et al., 2009). L’interaction entre eIF4F et PABP1 permet la circularisation des ARNm, ce qui est une étape nécessaire à leur traduction. Le complexe miRNP inhibe la traduction des ARNm cibles en empêchant leur circularisation (Zekri et al., 2009).

46 Dégradation de l’ARNm cible

Comme pour l’inhibition de la traduction, la dégradation des ARNm requiert l’intervention de la protéine GW182. Cette protéine du complexe miRNP va permettre le recrutement de facteurs impliqués dans la déadénylation et l’enlèvement du cap de l’ARNm (Zipprich et al., 2009). Les protéines du complexe déadénylase CCR4-NOT1 (carbon catabolite repression 4 – negative on TATA- less 1) seront recrutées par GW182 qui va interagir avec la protéine PABP afin de permettre la déadénylation. Suite à cette étape, les enzymes DCP1 et DCP2 peuvent enlever le cap des ARNm (Behm-Ansmant et al., 2006). La déadénylation va également bloquer l’initiation de la traduction (Behm-Ansmant et al., 2006) . Suite à la déadénylation et à l’enlèvement du cap, l’ARNm peut être dégradé par des exonucléases.

Activation de la traduction

Une des actions les moins connues des miARN est l’activation de la traduction de l’ARNm cible. Cette action a été observée dans différents tissus et différentes conditions. Le miR-10a peut activer la traduction de plusieurs protéines ribosomales en se liant au 5’UTR (Orom et al., 2008). La traduction de l’ARN du virus de l’hépatite C peut être activée par le miR-122 en se liant également au 5’UTR (Henke et al., 2008). Dans un autre cas, un complexe miRNP liant FXR1 entrainera la liaison de miR-369-3p au 3’UTR du messager de TNF-α et l’activation de sa traduction (Vasudevan et al., 2007). Cette action n’est observée que dans des cellules quiescentes. Dans le cas de la prolifération cellulaire, l’action observée du miR-369-3p est la répression de la traduction.

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