#Cell #cellulessouchesembryonnaires #polyméraseII #nucléosomes #pluripotence Connaissances nouvelles dans l’organisation des nucléosomes dans les cellules souches embryonnaires par cartographie chimique

Une approche chimique, permettant une cartographie précise des nucléosomes dans les cellules souches embryonnaires chez la souris, fournit des éclairages nouveaux dans l’organisation des nucléosomes, au niveau des sites d’initiation et de terminaison de la transcription de même que les régions de liaison à l’ADN pour CTCF et les facteurs de pluripotence. 

L’organisation du nucléosome influence l’activité génique par le contrôle de l’accessibilité de l’ADN à la machinerie de transcription. Ici, nous développons une approche de chimie biologique afin de déterminer les positions relatives des nucléosomes au niveau du génome entier. Nous découvrons des aspects inattendus de l’organisation des nucléosomes dans les cellules souches embryonnaires chez la souris. Au contraire du modèle qui prévaut habituellement, nous observons que pour presque tous les gènes chez la souris, une classe de nucléosomes fragiles occupe des régions précédemment désignées comme régions pauvres en nucléosomes, autour des régions d’initiation et de terminaison de la transcription. 

Nous montrons que les nucléosomes occupent des zones cibles pour un échantillon de protéines de liaison à l’ADN, incluant le facteur de liaison CCCTC (CTCF) et des facteurs de pluripotence. De plus, nous fournissons des évidences selon lesquelles les nucléosomes positionnés au niveau des promoteurs proximaux, notamment le nucléosome +1, contribuent aux phases de pause de la polymérase II. 

Finalement, nous trouvons une préférence caractéristique d’emplacement des nucléosomes au niveau des jonctions exon-intron. Prises dans leur ensemble, ces données nous permettent d’établir une méthode appropriée pour la définition du paysage nucléosomique et fournissent une ressource valable pour l’étude de la régulation génique médiée par les nucléosomes dans les cellules de mammifères. Lilien N. Voong, et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 23 novembre 2016

Source iconographique, légendaire et rédactionnelle: Science Direct / Traduction et adaptation : NZ

#Cell #ARNm #introns #épissage #spliceosome #PolII L’épissage des ARNs naissants coïncide avec la sortie des introns de l’ARN Polymérase II

Les stratégies de séquençage de deux molécules naissantes d’ARN simple brin montrent que l’épissage du pré-ARNm survient après son passage des introns, mettant en lumière les caractéristiques organisationnelles et mécanistiques du spliceosome.  

Les gènes codant pour des protéines sont, chez les eurcaryoytes, transcrits par l’ARN Polymérase II (Pol II), et les introns sont retirés des pré-ARNm par le spliceosome. La compréhension du décalage temporel existant entre la progression de Pol II et l’épissage pourrait fournir des éclairages, pour ce qui est de la régulation de l’expression génique. Ici, nous présentons deux méthodes de séquençage de molécules d’ARN simple brin, déterminant la progression de la catalyse de l’épissage en fonction de la position relative de Pol II. Les gènes endogènes ont été analysés à une échelle globale chez la levure bourgeonnante. Nous montrons que l’épissage est complet à 50% quand Pol II se situe à 45 nucléosides en aval des introns, avec les premiers produits issus de l’épissage - définis comme des introns - émergeant à partir de Pol II. Les perturbations ralentissant le taux d’assemblage du spliceosome ou accélèrant le taux de transcription sont la cause de retards dans le processus d’épissage, montrant que les deux processus déterminent les profils d’épissage in vivo. Nous proposons que ces taux coordonnés rationalisent les voies d’expression génique, tout en permettant une régulation par le truchement d’une compétition, caractéristique d’un phénomène de cinétique enzymatique.  Fernando Camillo Oesterreich, et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 24 mars 2016

Source : Science Direct / Traduction et adaptation : NZ 

Terminaison en boucle : régulation de la directionnalité de la transcription

La RNA polymerase II est l'enzyme de transcription des gènes exprimés sous forme de protéines. Elle est inhibée spécifiquement par un poison extrait de l'Amanite phalloïde, l'alpha - amanitine.
Source iconographique et légendaire:  http://www.chups.jussieu.fr/polys/biochimie/BMbioch/POLY.Chp.4.11.html

Les promoteurs bidirectionnels sont une caractéristique commune chez de nombreux organismes eucaryotes, depuis la levure jusqu’à l’homme. L’ARN Polymérase II qui est recrutée chez ce type de promoteur peut commencer la transcription dans l’une ou l’autre direction, en utilisant l’un ou l’autre brin d’ADN comme matrice. Une telle transcription peut mener à la synthèse de transcrits non souhaités, ayant des effets négatifs sur l’expression génique. De récentes études ont identifié un mode de terminaison de transcription et de mise en boucle de l’ADN du gène comme principaux générateurs de l’orientation directionnelle de la transcription induite par le promoteur. Aspect intéressant, les deux mécanismes partagent des comportements clés. Ici, nous nous focalisons sur les récentes découvertes liées à la production transcriptionnelle des promoteurs bidirectionnels. Pawel Grzechnik et al, dans Trends in Biochemical Sciences, publication en ligne en avant – première, 10 juin 2014

Source : Science Direct / Traduction et adaptation : NZ

Indications structurelles relatives à l’initiation de la transcription par la RNA polymérase II

L’initiation de la transcription sur un promoteur humain implique plusieurs facteurs de transcription, connus sous les noms de TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH et TFIIJ en plus de la RNA polymérase II elle-même.

Au centre de ce mécanisme initial, il y a l’association de TBP, la sous-unité reconnaissant le DNA du facteur TFIID, avec la boîte TATA du promoteur. L’adjonction successive de TFIIB et de RAP30, petite sous-unité de TFIIF, sont ensuite nécessaires pour la fixation de la polymérase et déterminent à la fois le brin transcrit et le sens de la transcription. A ce complexe DNA-TFIID-TFIIB-RAP30-polymérase II, s’ajoutent encore successivement la grand sous-unité de TFIIF (RAP74), TFIIE et TFIIH. Alors la transcription peut commencer si les ribonucléosides substrats sont présents.

Le complexe d’initiation de la transcription recouvre une séquence d’environ 100 nucléotides du brin antisens du DNA. TFIIH provoque l’ouverture et le déroulement partiel de la double hélice à cet endroit.

La transcription commence à environ 22 nucléotides de la boîte TATA en direction opposée à celle des éléments GC-CAAT et se poursuit en remontant le brin antisens en direction de son extrémité 5’.

La formation de ce complexe est activée ou inhibée par les facteurs trans-régulateurs liés aux séquences cis-régulatrices du même promoteur.

Source iconographique et légendaire: http://www.chups.jussieu.fr/polys/biochimie/BMbioch/POLY.Chp.4.12.html

La régulation de la transcription est l’une des étapes les plus importantes dans le contrôle de l’identité, de la croissance, de la différentiation et du développement cellulaires. Beaucoup de voies de signalisation contrôlant ces processus ciblent les mécanismes fondamentaux à la base de la transcription ; qui, pour ce qui est des gènes codant pour des protéines, sont représentés par la l’ARN polymérase II (Pol II) et les facteurs généraux de transcription (GTFs). De nouvelles études sur la structure, les mécanismes d’assemblage de base et des modes d’interaction avec les complexes promoteurs et activateurs de l’ADN fournissent des éclairages très importants sur les étapes précoces des processus d’initiation, de liaison au niveau du génome entier, et sur la conservation des mécanismes concernant les Pols nucléaires et archéales. Ici, nous passons en revue les récents développements par la dissection de l’architecture du la machinerie Pol II de base, en nous concentrant sur les étapes précoces et soumises à régulation de l’initiation de la transcription. Sebastian Grünberg et Steven Hahn, dans Trends in Biochemical Sciences – 1018, publication en ligne en avant – première, 11 octobre 2013

Source : Science Direct / Traduction et adaptation : NZ