Soutenance de thèse de M. Jean-Christophe Berger-Dancause - Caractérisation de la structure secondaire de l’ARN long non-codant TUNAR afin de comprendre ses fonctions cellulaires

Description :

Les ARN longs non-codants (ARNlnc) font plus de 200 nucléotides et ne codent pour aucune protéine. Chez les eucaryotes, ils accomplissent de multiples rôles dans les divers processus cellulaires et sont importants, voire essentiels pour la cellule ou l’organisme. L’ARNlnc TUNAR est présent chez tous les vertébrés et est essentiel pour le maintien de la pluripotence cellulaire des cellules souches embryonnaires ainsi que pour la différenciation des cellules neuronales. Chacun de ces types cellulaires exprime un isoforme de TUNAR spécifique (1,5 kb dans les cellules souches et 3 kb dans les cellules neuronales). Aussi, TUNAR contient une région particulièrement bien conservée, nommée Minimind1, qui est essentielle pour l’exécution des fonctions de l’ARN.

Considérant que l’accomplissement des fonctions de TUNAR ne provient pas de la capacité à coder pour une protéine, c’est sous l’aspect de la structure secondaire que les recherches ont été menées. D’abord, une prédiction de structure basée sur une approche phylogénique a été menée sur les séquences de TUNAR chez les mammifères. Ceci a permis d’identifier des structures conservées évolutivement pour deux régions de l’ARN dont Minimind1, soient les parties importantes permettant à TUNAR d’effectuer sa régulation dans la cellule.

Suivant ces prédictions, diverses techniques de profilage structural ont été employées afin de caractériser la structure secondaire de Minimind1 dans sa construction seule ainsi que dans les deux isoformes retrouvés en contexte cellulaire. Une structure partagée par tous ces ARN a été identifiée et est conservée chez les mammifères. De plus, le couplage du profilage structural aux techniques modernes de séquençage à haut débit a permis de déterminer la structure secondaire de l’isoforme des cellules souches sur toute sa longueur. TUNAR 1,5 kb adopte une structure où les différentes régions se replient pour former des modules indépendants d’environ 200-300 nucléotides. Ceci est particulièrement notable en 3’ de l’ARN au niveau de l’exon 3, où les régions hautement conservées se replient indépendamment du reste de l’ARN. Les caractéristiques structurales de ces régions indiquent qu’elles sont potentiellement impliquées dans les interactions de cet ARNlnc avec ces différents partenaires protéiques pour effectuer la régulation. De plus, ces motifs structuraux clés sont conservés entre les espèces, fournissant ainsi d’importantes informations pour comprendre l’interaction de TUNAR avec ses divers partenaires cellulaires.

Dans l’ensemble, les données présentées contribuent à mieux décrire la manière dont ces biomolécules, n’ayant pas de capacités catalytiques et ne codant pas pour des protéines, accomplissent leurs fonctions cellulaires grâce à leur structure secondaire. Ces structures essentielles sont conservées au travers des espèces et permettent de comprendre avec quels partenaires ces ARN interagissent. Ainsi, la caractérisation structurale de l’ARN long non-codant TUNAR ouvre la voie vers une meilleure compréhension de cette classe de molécules dans la biologie moléculaire.

Voici les membres du jury qui participeront à la soutenance :

• Professeur Daniel Lafontaine, directeur de recherche, Département de biologie, Université de Sherbrooke
• Professeur Sébastien Rodrigue, codirecteur de recherche, Département de biologie, Université de Sherbrooke
• Professeure Pascale Legault, évaluatrice externe, Département de biochimie et médecine moléculaire, Université de Montréal
• Professeur Raymund Wellinger, évaluateur interne, Département de microbiologie et infectiologie, Université de Sherbrooke
• Professeur Alexandre Maréchal, président-rapporteur, Département de biologie, Université de Sherbrooke