Mécanismes Et Fonctions de La Localisation Des Arnm Sur Les Centrosomes

**Mécanismes et fonctions de la localisation des ARNm sur les centrosomes // Mecanisms and functions of centrosomal mRNA localization**: - Réf **ABG-130844** **ADUM-64301** - Sujet de Thèse - 11/04/2025 - Contrat doctoral - Université de Montpellier - Lieu de travail- Montpellier CEDEX 5 - France - Intitulé du sujet- Mécanismes et fonctions de la localisation des ARNm sur les centrosomes // Mecanisms and functions of centrosomal mRNA localization - Mots clés- régulation des gènes, traduction des ARNm, localisation des ARN, imagerie des molécules uniques, centrosome Gene regulation, mRNA translation, mRNA localization, single molecule imaging, centrosome **Description du sujet**: - Contexte La localisation des ARNm dans les compartiments subcellulaires est un processus essentiel qui permet de synthétiser localement une protéine. Ce phénomène régule de nombreux processus cellulaires, comme la polarisation et la division cellulaire, la détermination du destin cellulaire et la plasticité synaptique (1-4). Ainsi, des aspects fondamentaux de la vie, du développement embryonnaire aux fonctions cognitives, dépendent de la traduction locale des ARNm. Le modèle traditionnel indique que la traduction des ARN est inhibée jusqu'à ce que ceux-ci arrivent à destination, et que ce processus dépend de séquences d'ARN agissant en cis appelées 'zipcodes'. Cependant, des études récentes du laboratoire ont conduit à la découverte d'un certain nombre d'ARNm qui localisent par un mécanisme de transport actif des polysomes, médié par la protéine naissante. Cette découverte propose un nouveau paradigme qui constitue la base du sujet de la thèse. Il y a quelques années, peu d'ARNm localisés étaient connus chez l'homme et nous avons effectué des cribles pour en découvrir davantage. Nous avons développé une méthode de FISH de molécule unique à haut débit (HT-smFISH ; 5-6) et avons criblé tous les ARNm codant pour les protéines centrosomales (> 600 ARNm ; 6). Nous avons trouvé 8 ARNm humains s'accumulant au niveau des centrosomes (6). Ces ARNm sont localisés à différentes étapes du cycle cellulaire avec une chorégraphie remarquable, indiquant un programme de traduction centrosomal finement régulé. L'utilisation d'inhibiteurs et de gènes rapporteurs a révélé un mécanisme commun de localisation, qui dépend de la traduction de la protéine naissante. En utilisant ASPM et NUMA1 comme modèles, nous avons visualisé des molécules uniques d'ARNm et de polysomes dans les cellules vivantes (3, 7-9). Ceci a révélé des mouvements actifs de polysome vers le centrosome au début de la mitose, lorsque ces ARNm se localisent (6). Le doctorant utilisera les ARNm centrosomaux comme modèle et poursuivra deux objectifs : (i) caractériser les mécanismes de localisation de ces ARN; (ii) déterminer les fonctions de la traduction locale sur les centrosome, notamment pour la division cellulaire et le cancer. Plan expérimental La thèse se concentrera sur trois ARNm centrosomaux : HMMR, NUMA1 et NIN, et le projet suivra deux axes. 1-Mécanismes de localisation des ARNm centrosomaux $ Caractériser les séquences de localisation des polysomes en disséquant les protéines en domaines et en analysant la localisation les ARNm correspondants par smFISH. $ Identifier les partenaires des séquences de localisation des polysomes par protéomique quantitative. $ Effectuer une analyse fonctionnelle de ces partenaires, en réprimant leur expression par siRNAs et en testant l'effet sur la localisation des ARNm. $ Analyser par Ribo-seq la dynamique des ribosomes lors du ciblage co-traductionnel des ARNm. L'objectif sera de déterminer si le ribosome fait une pause après la traduction de la séquence de ciblage du polysome, puis reprend la traduction une fois que l'ARNm atteint sa destination. 2-Fonction de la localisation des ARNm centrosomaux Nous utiliserons des condensats artificiels pour cibler les ARNm sélectionnés et les éloigner du centrosome. Nous avons des lignées cellulaires contenant des tiges-boucles MS2 dans le 3'-UTR des ARNm ASPM et NUMA1. La protéine MCP se lie aux tiges-boucles MS2 avec une très forte affinité et spécificité. La protéine MCP sera fusionnée à une séquence artificielle de formation de condensat, elle-même fonctionnalisée pour incorporer une protéine motrice. Dans ce cas, les condensats artificiels incorporeront à la fois l'ARNm marqué par MS2 et un certain nombre de molécules motrices, qui seront suffisamment fortes pour emmener les ARNm loin des centrosomes, comme l'a montré notre collaborateur (10). Context Most mRNAs distribute throughout the cytoplasm in a random manner, but some localize to specific cellular sub-structures (1-4 for reviews). Localization of mRNAs to subcellular compartments is an essential process that allows a protein to be synthesized locally. This process is widespread among eukaryotes (1-4) and occurs in many cell types, from oocytes and undifferentiated stem cells to highly differentiated neuronal cells (1-4). RNA localiza