Maturation des particules pré-40S

Après le clivage du pré-ribosome 90S, la petite sous-unité de 40S a une composition

moins complexe que celle de la grande sous-unité de 60S. Les particules pré-40S sont

majoritairement cytoplasmiques : après clivage au point A2, elles sont rapidement

exportées du noyau vers le cytoplasme, où a lieu la maturation finale. Les facteurs

impliqués dans les clivages A0, A1 et A2 s’associent au pré-ARNr 35S et précèdent

les ARN naissant a été appelée "processome" (Dragon et al., 2002). Néanmoins, la

composition protéique de cette structure correspond à celle de la particule 90S

(Bernstein et al., 2004; Dragon et al., 2002; Grandi et al., 2002). La plupart des facteurs

associés au pré-ARNr 35S, à quelques exceptions près, n'accompagnent pas les

particules 40S naissantes dans le cytoplasme (Figure 6). Mis à part le pré-ARNr 20S et

les protéines ribosomiques, on compte peu de facteurs non ribosomiques dans cette

particule: Rio2p, Enp1p, Tsr1p, Dim1p, Dim2p, Nob1p, Rrp12p, Hrr25p, Nop14p,

Asc1p, Bud23p et Ltv1p (Schafer et al., 2003). Parmi ces facteurs certains sont déjà

présents dans la particule 90S : Enp1p, Rrp12p, Nop14p. A l'heure actuelle, la fonction

exacte de ces facteurs reste à découvrir.

On connaît mal le clivage au site D qui convertit le pré-ARNr 20S en ARNr 18S

mature. Ce clivage serait probablement effectué par une endonucléase qui pourrait être

la protéine Nob1p (Fatica et al., 2003; Fatica et al., 2004) ou la protéine Fab7p

(Granneman et al., 2005). Récemment, quelques facteurs affectant spécifiquement cette

réaction ont été trouvés. Ainsi, RIO1/RRP10 a été isolé dans un crible de létalité

synthétique avec un allèle mutant de GAR1, un gène requis pour la production de

l’ARNr 18S et la pseudouridylation d’ARNr (Vanrobays et al., 2001). Rio2p, identifié

sur la base de son homologie avec Rio1p forme avec ce dernier une nouvelle famille de

protéines sérine kinases. L'activité kinase a été démontrée in vitro pour Rio1p qui

phosphoryle plusieurs substrats dont Rio1p lui-même (Angermayr and Bandlow, 2002).

D'ailleurs, des mutations au sein des résidus d'acides aminés conservés, prédits pour

former le site actif, suppriment aussi bien l'activité kinase que la fonction de la protéine

in vivo (Angermayr and Bandlow, 2002). On ne connaît pas encore les cibles de la phosphorylation de Rio1p, même si Rps31p ou Rps6p, deux protéines ribosomiques de

la particule 40S du ribosome, connues pour être phosphorylées chez la levure sont

citées pour être les candidats potentiels (Ficarro et al., 2002).

Rio1p et Rio2p sont trouvées dans le cytoplasme en association avec des complexes

ayant un coefficient de sédimentation d’environ 40S contenant le pré-ARNr 20S

(Vanrobays et al., 2003; Vanrobays et al., 2001). En absence d’une de ces protéines, les

cellules accumulent le pré-ARNr 20S dans le cytoplasme montrant que la maturation du

20S n'est pas requise pour l'export des particules pré-40S. Des expériences de

localisation utilisant le mutant thermosensible crm1-1 dans des conditions non

permissives suggèrent que Rio2p et Rio1p font la navette entre le noyau et le

cytoplasme bien que leur localisation à l’état d'équilibre soit principalement

cytoplasmique (Vanrobays et al., 2003). Ces résultats suggèrent que les deux protéines

se lient à la particule pré-40S nucléaire et accompagnent la particule dans le cytoplasme.

Si Rio2p a été repérée dans des particules pré-40S purifiées, Rio1p en revanche n'a pas

été identifiée dans ces purifications bien que l'analyse des ribosomes sur gradient de

sucrose indique son association avec les particules 40S (Vanrobays et al., 2001).

Les protéines Rio ne sont pas les seuls facteurs associés à la particule pré-40S qui soient

nécessaires à la maturation de l’ARNr 20S. La perte de fonction de la protéine Tsr1p

aboutit également à l'accumulation du pré-ARNr 20S (Gelperin et al., 2001; Leger-

Silvestre et al., 2004). Bien que Tsr1p ait été identifiée dans quelques particules 90S, les

complexes purifiés en étiquetant Tsr1p contiennent la plupart des composants des

particules pré-40S (Gavin et al., 2002). C'est également le cas pour Ltv1p (Schafer et

al., 2006; Schafer et al., 2003). Une souche portant une mutation cryo-sensible de Ltv1p

présente une accumulation spécifique du pré-ARNr 20S (Seiser et al., 2006). Il a été

proposé que Ltv1p et Tsr1p participent au transport de la particule pré-40S (Schafer et

peut pas jouer un rôle majeur dans ce processus. Par ailleurs, les résultats de notre

laboratoire ont montré que les particules pré-40S s'accumulent dans le cytoplasme en

absence de Tsr1p (Leger-Silvestre et al., 2004), en contradiction avec les résultats

précédemment présentés.

On dispose de peu d'informations sur la dynamique des facteurs pré-ribosomiques. A

l'équilibre, Tsr1p est majoritairement cytoplasmique, en accord avec son association

avec des particules pré-40S tardives (Leger-Silvestre et al., 2004). Néanmoins, en cas

d'interruption de la maturation ou du transport des particules pré-40S, Tsr1p s'accumule

dans le noyau ; ce qui suggère qu'elle fait la navette entre le cytoplasme et le noyau. En

revanche, Rio2p reste localisée dans le cytoplasme (Leger-Silvestre et al., 2004). Rio2p

possède des séquences d'export nucléaire susceptibles de médier son exclusion du noyau

par Crm1p (discuté par Schäffer et al., 2003). Certains facteurs de la particule pré-40S

viennent précocement s’associer avec les particules 90S, c’est le cas de Enp1p. De fait,

la perte de fonction de Enp1p entraine un défaut de clivage au site A2, ce qui provoque

l'accumulation de pré-ARNr 21S (Chen et al., 2003) dans le nucléole (Léger-Silvestre,

2004).

Il est possible que la maturation du pré-ARNr 20S en ARNr 18S soit liée à l'initiation de

la traduction. Ainsi, la délétion du gène codant la protéine Hcr1p, une protéine

cytoplasmique ayant des liens génétique et physique avec eIF3 et le complexe

d'initiation de la traduction, entraine un retard de maturation du pré-ARNr 20S (Valasek

et al., 2001). Par ailleurs, l'hélicase Ded1p, requise pour l'initiation de la traduction de

tous les ARNm chez la levure, est associée aux particules pré-40S (Schafer et al., 2003).

Cependant, il n'existe pas pour l'instant d'argument direct supportant un couplage entre

A.3.3. Rôle des protéines ribosomiques dans la maturation des particules