1.3. Fonctions des protéines Spt6, Iws1 et de leur complexe
1.3.1. Identification des protéines Spt6 et Iws1 chez la levure
1.3.1.1. Les protéines de la famille SPT
La protéine Spt6 a été identifiée au cours de trois études indépendantes réalisées chez la levure. Dans ces trois études, des mutations de Spt6 ont permis de supprimer l!effet de mutations introduites dans des gènes impliqués dans le métabolisme de la levure. Ainsi, la mutation de Spt6 (Winston et al., 1984), mais également la surexpression de la protéine (Clark-Adams et Winston, 1987), permet de rétablir l!expression du gène HIS4 dont l!altération est causée par l!insertion d!un élément transposable h (qui dérive des éléments Ty) dans les éléments régulateurs en 5!du gène HIS4 (phénotype Spt-). La présence des signaux d!initiation de la transcription de l!élément transposable h dans la région 5! non codante du gène HIS4 va conduire à la production d!un transcrit non fonctionnel, la mutation des facteurs de transcription qui reconnaissent ces éléments initiateurs permettant de rétablir l!expression du gène adjacent (Fassler et Winston, 1988). De nombreux gènes (nommés SPT pour Supressor of Ty, présentés dans le Tableau 1) ont pu être identifiés par ce type d!études, certains gènes codant pour des protéines essentielles et notamment les protéines histones H2A et H2B ou la protéine TBP.
La mutation de Spt6 permet également (i) de supprimer l!effet de la mutations des gènes SNF2 et SNF5, qui sont nécessaires à l!activation de l!expression du gène SUC2 (codant pour une invertase) en absence de glucose (Neigeborn et al., 1986) et (ii) permet également l!expression du gène ADH2 malgré l!absence de glucose et en l!absence de son activateur transcriptionnel ADR1 (Denis, 1984). Ces premières constatations suggèrent déjà
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un rôle de régulateur de la transcription de Spt6, la mutation de la protéine permettant de supprimer l!effet de la mutation des régulateurs des gènes considérés.
Gène
SPT Protéine
Gene
essentiel Fonction
Spt1 HIR2 Non
Sous-unité du complexe HIR, complexe qui a un rôle de facteur d!assemblage des nucléosomes impliqué dans la régulation de la
transcription des gènes des histones.
Spt2 SIN1,
EXA1 Non
Protéine impliquée dans la régulation négative de la transcription. Nécessaire pour la polyadénylation des ARN, interagit de manière régulé avec les histones et le complexe Swi/Snf. Similarité avec la
protéine mammifère HMG1.
Spt3 Spt3 Non Sous "unité du complexe SAGA et du complexe de régulation de la transcription SAGA-like.
Spt4 Spt4 Non
Sous-unité du complexe DSIF. Impliqué dans la régulation de la transcription par l!ARN polymérase I et II, le processing des pre- mRNA, la fonction du kinétochore et le silencing des gènes. Forme un
complexe avec Spt5.
Spt5 Spt5 Oui Sous-unité du complexe DSIF. Agit en complexe avec Spt4.
Spt6 Spt6 Oui Chaperonne d!histone, activateur de la transcription
Spt7 Spt7 Non Sous-unité du complexe SAGA
Spt8 Spt8 Non Sous-unité du complexe SAGA
Spt10 Spt10 Non Histone acétylase
Spt11/
HTA1 H2A Non (*) Histone H2A
Spt12/
HTA2 H2B Non (*) Histone H2B
Spt13 Med15 Non Sous-unité du médiateur
Spt14 Spt14 Oui Régulateur de l!expression de plusieurs gènes
Spt15 TBP Oui Tata-Binding protein (TBP)
Spt16 Spt16 Oui Sous-unité du complexe FACT (avec Pob3)
Spt20 Spt20/
Ada5 Non Sous-unité du complexe SAGA
Spt21 Spt21 Non Régulateur de l!expression de plusieurs gènes
Tableau 1 : Gènes de la famille SPT (adapté de Yamaguchi et al., 2001).
Les gènes de la famille SPT sont tous impliqués dans les processus de régulation de la transcription. (*) La suppression dune copie des gènes codants pour les protéines histones nest pas létale puisquil
existe plusieurs copies de chaque gène, ce qui nest pas le cas de la suppression lors de la suppression de toutes les copies de ces gènes (Clark-Adams et al., 1988).
Ces études réalisées chez Saccharomyces cerevisiae montrent également que le gène de la protéine Spt6 est essentiel (Clark-Adams et Winston, 1987), le remplacement du gène codant la protéine par un marqueur d!auxotrophie conduisant à l!apparition d!un phénotype
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létal des souches homozygotes. Lanalyse de la protéine produite montre quil sagit dune protéine nucléaire possédant une extrémité amino-terminale acide (Swanson et al., 1990).
1.3.1.2. Identification de Iws1 et du complexe Spt6/Iws1
La protéine Iws1 (Interact with Spt6) a été identifiée par son rôle dans le mécanisme de la transcription lié à la protéine TBP (Fischbeck et al., 2002). En effet, une mutation de Iws1 (K192N) permet de supprimer leffet dune mutation particulière de la protéine TBP à cause de laquelle cette protéine TBP mutée est recrutée au niveau du promoteur des gènes mais ne peut plus participer à lactivation de la transcription (Fischbeck et al., 2002). Cette étude a également démontré que Iws1 est une protéine essentielle qui fait partie de la famille des protéines SPT, la délétion du gène SPN1 étant létal et la mutation K192N permettant de supprimer leffet de linsertion dun élément h dans les gènes HIS4 et LYS2. Dans des cellules de souris, il a été démontré que Iws1 est une protéine nucléaire essentielle dont les taux dexpression sont différents dans tous les tissus (Liu et al., 2007).
Linteraction entre Spt6 et Iws1 a été identifiée dans un premier temps par des études de protéomiques réalisées chez la levure (Krogan et al., 2002; Gavin et al., 2002). La formation du complexe a, par la suite, été confirmée dans les cellules de souris, bien quil semble que linteraction mise en place soit plus faible que celle impliquant les protéines de levure (Yoh et al., 2007, 2008) En effet, ces dernières études montrent que linteraction de Spt6 avec le CTD de lARN polymérase II est nécessaire au recrutement de Iws1 dans ces cellules. De plus, limplication de lextrémité amino-terminale de Spt6 et dune construction du domaine carboxy-terminal de Iws1 dans la formation du complexe a été démontrée à partir des protéines de souris par la réalisation dexpériences de GST pulldown (Yoh et al., 2007).