Transit nucléaire

3.3.6.1. Staufen1

Aux cours de diverses expériences, on observa Stau1 en très faible concentration au sein du noyau et/ou du nucléole (Kiebler, Hemraj et al. 1999; Wickham, Duchaine et al. 1999; Ramos, Grunert et al. 2000; Allison, Czaplinski et al. 2004). Depuis, des études plus approfondies ont exposé le transit nucléo-cytoplasmique de la protéine. La localisation nucléaire et nucléolaire de Stau1 est très complexe et chaque dsRBD, chaque région inter- dsRBD influencent sa distribution. Comme nous l’avons mentionné, Stau1 arbore une localisation majoritairement cytoplasmique. Cette distribution est due à la rétention au cytoplasme de la protéine grâce, notamment, à son dsRBD3, ainsi qu’à la participation du dsRBD2.

Deux séquences de localisation nucléaire furent identifiées, l’une située à l’extrémité C-terminale du dsRBD3, un NLS bipartite, et l’autre au centre du dsRBD4, un NLS basique (Martel, Macchi et al. 2006).

La localisation nucléolaire est permise grâce au dsRBD3 et au NLS bipartite. D’une part, le transit nucléolaire dépend d’une structure de dsRBD3 intacte. En effet, l’altération de la structure du dsRBD3 induit l’accumulation de Stau1 au nucléole alors que ce n’est pas le cas lorsque seule la fonction de liaison du dsRBD3 est compromise. Dans un deuxième temps, le NLS bipartite, plus précisément sa composition en acides aminés basiques, joue un rôle primordial dans la localisation nucléolaire de la protéine (Martel, Macchi et al. 2006).

Enfin, l’export de Stau1 semble indépendant de CRM1 et d’exportine-5, deux récepteurs d’export nucléaire bien connus. Ces résultats sont à l’inverse de ce que l’on observe avec Stau2 (voir section 3.3.6.2). L’export de la protéine ne semble pas non plus dépendre de la présence de nouveaux transcrits, car ni l’inhibition de la l’ARN polymérase I, II ou III n’induit l’accumulation de Stau au noyau (Martel, Macchi et al. 2006).

3.3.6.2. Staufen2

Deux études menées en parallèle démontrèrent la capacité de Stau2 à transiter au noyau. En effet, Stau2 étant principalement retrouvée dans le cytoplasme du neurone, sa localisation nucléaire était mise en doute.

Il fut finalement démontré que lorsque le principal domaine de liaison à l’ARN de Stau2, le dsRBD3, est muté (stau2-dsRBD3*) et ainsi rendu inapte à lier l’ARN, Stau2 se retrouve alors accumulée dans le noyau de la cellule. De plus, cette accumulation est majoritairement nucléolaire (Macchi, Brownawell et al. 2004; Miki and Yoneda 2004). En fait, cette observation diverge entre les deux équipes. En effet, une première étude, effectuée dans les cellules BHK, démontra que les deux principaux isoformes de Stau2,

Stau262 et Stau259, se retrouvaient accumulés au noyau suite à la mutation de leur dsRBD3. Alors qu’une deuxième équipe démontra, dans les cellules HeLa, que seule Stau262 se trouvait ainsi accumulée tandis que Stau259 demeurait cytoplasmique malgré cette mutation (Macchi, Brownawell et al. 2004; Miki and Yoneda 2004).

Ceci indique, du moins pour l’isoforme de Stau262, que Stau2 doit lier son ARNm afin d’être exportée du noyau. Ces résultats diffèrent de ceux observés chez la drosophile où un mutant de dStau, ne pouvant plus lier l’ARN, ne se retrouve pas au noyau, mais demeure toujours cytoplasmique.

Par analyse informatique, deux domaines de localisation nucléaires (NLS) furent identifiés, l’un entre le dsRBD3 et le dsRBD4 et le second au sein du dsRBD4. Lorsque le premier NLS fut muté, la protéine Stau2-dsRBD3*-NLS* ne se retrouva alors plus accumulée dans le noyau (Macchi, Brownawell et al. 2004; Miki and Yoneda 2004). Ceci s’explique par le fait que la protéine ne possède tout simplement plus la capacité d’entrer au noyau. Le NLS bipartite retrouvé entre le dsRBD3 et le dsRBD4 est bien responsable de la localisation nucléaire. Cependant, il n’est pas suffisant à la localisation nucléolaire de Stau2. Pour ce faire, la présence d’un dsRBD3 intact est nécessaire (Macchi, Brownawell et al. 2004).

Stau262 et Stau259 possèdent un mécanisme d’export nucléaire commun qui dépend du facteur exportine-5. Cependant, alors que l’export de Stau62 dépend uniquement d’exportine-5, l’export de Stau59 se voit également effectué via CRM1. En effet, seul Stau262 se trouve au noyau suite à la sous-expression de l’exportine-5 par siRNA. Cela indique que Stau259 possède une seconde voie de sortie (Macchi, Brownawell et al. 2004). En effet, un épissage alternatif à son extrémité N-terminale confère à Stau259 l’addition de 6aa contenant l’élément spécifique lui permettant d’être exportée via CRM1 (Macchi, Brownawell et al. 2004; Miki and Yoneda 2004). Des études in vitro ont démontré que l’exportine-5 avait la capacité d’interagir avec le dsRBD3 de Stau2 uniquement si celui-ci

avait la capacité de lier l’ARN. En effet, cette interaction est ARN dépendante (Macchi, Brownawell et al. 2004).

Il est intéressant de spéculer à l’effet que la liaison à l’ARNm permet un changement conformationnel de Stau2 lui permettant alors d’être exportée du noyau via l’exportine-5. De même, lorsque celle-ci se dissocie de son cargo et n’est plus liée à l’ARNm, elle acquière alors la capacité d’être relocalisée au noyau.

Pour ce qui est de Stau259, elle se retrouve accumulée au noyau uniquement si ses deux voies d’export sont inhibées. Par exemple, si on ajoute de la Leptomycine B, inhibant la voie de CRM1, et si à la fois on mute son domaine de liaison à l’ARN, en l’empêchant également d’être exportée via l’exportin-5 (Miki and Yoneda 2004).

Enfin, nous discuterons dans la section 4.4.1 de ZFR, un partenaire protéique de Stau2 jouant un rôle au niveau de son transit nucléaire. Nous verrons que la sous- expression de ZFR induit la relocalisation au noyau uniquement de l’isoforme Stau262-HA. En effet, ni la distribution de Stau259-HA ni celle de Stau1 ne sont affectées (Elvira, Massie et al. 2006). Nous discuterons également de l’association des complexes Tap/p62 et Y14/Mago, des facteurs d’export nucléaire, avec Stau2 dans la section 4.4.2.

Encore une fois, ces résultats suggèrent des rôles distincts entre les différents isoformes de Stau2. Identifier les ARNm spécifiquement associés à chacun d’eux permettrait de mieux discerner ceux-ci.