Figure 1: Suivi in vivo de l’assemblage co-transcriptionnel de la petite sous-unité 40S. (A) Les « arbres de Noël » (Osheim et al., 2004) visualisés par étalement de chromatine en microscopie électronique (EM), nous révèlent différentes structures caractéristiques. Celles-ci sont schématisées dans le plan supérieur. Le code couleur est le suivant, du début 5’ à l’ITS1 est noté en rouge, du centre de l’ITS1 à l’extrémité 3’ est noté en bleu. Le transcrit naissant est schématisé par un trait gris, suivi ensuite de particules grises correspondant aux premiers « 5’-terminal knobs » ou « 5’-ETS particle ». Ensuite viennent successivement, le « SSU-processome » (loose) en rose et le « SSU-processome » mature (tight) en rouge. Après clivage du
« SSU-processome », la grande sous-unité, en bleu, se forme. (B) La technique de ChIP, mise au point au laboratoire, nous a permis de déterminer la position du « SSU-processome ». Nos données corroborent les observations faites par microscopie électronique. En effet, le « SSU-processome » est le plus proche de l’ADNr dans la région 5’ du 25S. Cette interaction est dépendante de l’activité transcriptionnelle et de la présence du transcrit. (C) Visualisation des « arbres de Noël » et voie d’assemblage du « SSU- processome ». Plan supérieur, comme décrit au plan A, visualisation EM de l’unité génique d’ADNr transcrit activement par étalement de chromatine. Mi Plan, visualisation schématique de l’unité génique d’ADNr en cours de transcription voir A. Plan inférieur, les connaissances actuelles des différentes étapes des voies d’assemblage du « SSU-processome » chez la levure (inspiré par Gallagher et al., 2004; Osheim et al., 2004; Perez-Fernandez et al., 2007) sont les suivantes. L’assemblage du « SSU-processome » débute par la liaison du sous-complexe UTP-A (UTP4, UTP5, UTP8, UTP9, UTP10, UTP15, UTP17/NAN1 et POL5) aux transcrits naissants, générant ainsi le 35S●UTP-A. Ceci est un pré-requis nécessaire au recrutement efficace des autres sous-complexes UTP. L’intermédiaire 35S●UTP-A peut suivre deux voies d’assemblage alternative. Soit il se lie au sous-complexe UTP-B (comprenant UTP1/PWP2, UTP6, UTP13, UTP18, UTP21 et DIP2). Cette étape est suivie de l’incorporation de la snoRNP U3, le sous-complexe MPP10-IMP3-IMP4 et les facteurs de synthèse de la sous-unité 40S (MPP10, IMP4, UTP20, BMS1, KRE33, ENP2, NOC4 and KRR1). Soit il se lie au facteur de synthèse ribosomique RRP5 avant son association à UTP-C (UTP22, RRP7 et les quatre sous-unités de la Casein kinase II). Il est important de noter que la présence d’UTP-B est requise au recrutement de la snoRNP U3 et du sous-complexe MPP10-IMP3-IMP4 sur le transcrit naissant, mais pas nécessaire à la stabilité et à la maturation de ce dernier. Le « SSU- processome » se condense et se rapproche de l’extrémité 5’ du 25S. Cette position correspond à un enrichissement le plus fort (amplicon 11) en ChIP. Dans 50% des cas, ce rapprochement est suivi de clivage co-transcriptionnel au sein de l’ITS1. Le pré-ribosome 40S est alors libéré et laisse place à l’assemblage des facteurs de maturation de la grande sous-unité 60S (LSU). Les UTPs, n'appartenant pas aux sous-complexes -A,-B ou —C et dont la fonction précise au sein du « SSU-processome » reste jusqu’alors indéfinie, sont provisoirement mentionnés comme UTP-O, pour UTP autres (others).
C A
B
Figure 2 :
Figure 2 : Modèle de Surveillance Nucléolaire des ARNr. Dans les cellules sauvages (wild-type) : l’assemblage du « SSU-processome » s’initie avec l’association du sous-complexe UTP-A au 5’ du transcrit naissant. Cette étape est un pré-requis au recrutement et à l’assemblage efficace des autres sous-complexes du « SSU-processome ». Cet assemblage hiérarchique permet l’activation catalytique de la machinerie de maturation et des clivages aux sites A0-A2. Le pré-ARNr 20S est alors maturé en ARNr mature 18S. En l’absence de liaison au sous-complexe UTP-A, les transcrits naissants sont clivés au site A3 par la RNase MRP générant ainsi l’ARNr 23S. L’ARNr 23S est alors rapidement polyadénylé par TRAMP5 et dégradé en 3’-5’ par l’Exosome. En l’absence d’UTP et de surveillance fonctionnelle: la liaison d'UTP-A s’effectue, mais le « SSU-processome » ne s’assemble pas correctement ; il n’y a donc pas d’activation catalytique et par conséquent les clivages aux sites A0-A2 ne prennent pas place. L’ARNr 23S produit est alors accumulé. En l’absence d’UTP-A et de surveillance nucléolaire : les pré-ARNr sont maturés au site A3 générant l’ARNr 23S. L’ARNr 23S est stabilisé et, malgré l'absence d'UTP-A, devient un substrat pour l'assemblage retardé et imparfait du « SSU-processome ».: le pré-ARNr 20S et l’ARNr 18S sont alors produits. Bien que l’ARNr 18S soit restauré, il n’est pas accumulé dans de petites sous-unités fonctionnellement actives (pas de restauration de la croissance). Ainsi, en l’absence de liaison UTP-A et de surveillance nucléolaire, l’ARNr 23S est accumulé et maturé en pré-ARNr 20S et par la suite en ARNr mature 18S. Pour la première fois, nous avons des preuves évidentes que l’ARNr 23S est un intermédiaire normal dans la voie de maturation du pré-ARNr.
