Créé(e) 23/06/2015 Mis à jour 15/07/2019

La traduction des protéines est une étape clé de la régulation de l'expression des gènes, permettant un ajustement rapide et précis de la cellule aux variations physiologiques et pathologiques. L'équipe utilise des modèles marins pour étudier les mécanismes moléculaires reliant le contrôle traductionnel à la régulation du cycle cellulaire et au développement embryonnaire précoce.

             L’oursin possède la machinerie complète de traduction et sa situation évolutive à la base des deutérostomes fait que son génome n’a pas subi de duplication. Chaque acteur de la machinerie de traduction n’est produit que par l’expression d’un seul gène. L’activité traductionnelle est maintenue faible jusqu’à la fécondation, qui provoque alors une augmentation rapide de la synthèse des protéines nécessaire à la première division mitotique de l’embryon. Cette augmentation de l’activité de synthèse protéique est indépendante de toute nouvelle transcription et ne repose que sur le recrutement d’ARNm maternels. Le modèle oursin permet donc en grande partie de contourner deux points limitant pour intégrer les relations entre traduction et cycle cellulaire qui sont : le minimum de variation de la quantité de transcrits et le minimum de redondance des acteurs régulateurs.

            Nous avons identifié plusieurs facteurs d'initiation et d'élongation de la traduction (eIF4E, 4E-BP, eIF2, eEF2) qui sont activés et impliqués dans l'augmentation de la synthèse protéique lors de la fécondation. Nous avons démontré le rôle important de la disponibilité du facteur eIF4E et de la voie mTOR dans la traduction de la cycline B, un régulateur clé de la progression du cycle cellulaire. Nous avons également démontré un nouveau rôle de la voie MAP kinase impliquée dans une étape précoce de la fixation de la chromatine / microtubule pendant la progression de la mitose après la fécondation, ainsi que l'existence d'un nouveau point de contrôle du cycle cellulaire impliquant l'inhibiteur translationnel 4E-BP. La synthèse de protéines de novo déclenchée par la fertilisation dépend des mRNA maternels stockés. Grâce au polysome profilling, que nous avons développé dans l'embryon d'oursin, nous avons montré que seul un sous-ensemble restreint d'ARNm maternels est traduit après la fécondation, ciblant des protéines impliquées dans les voies régulatrices. De plus, la voie mTOR impacte différentiellement la traduction des ARN nouvellement traduits, ce qui suggère pour la première fois l'existence d'une alternative à la traduction dépendante de la coiffe en réponse à la fécondation. Nous développons les approches fonctionnelles qui nous permettent d'étudier la régulation et l’impact de la production des protéines traduites à partir de ces ARNm sur les cycles cellulaires mitotiques et le développement embryonnaire précoce de l’oursin. Nous développons des approches de biologie des systèmes en intégrant les acteurs et les mécanismes identifiés pour révéler les paramètres critiques des contrôles traductionnels dans un contexte temporel et spatial.

            En dehors de l'oursin, modèle historique de l'équipe, nous avons développé récemment des projets dans d'autres organismes multicellulaires marins dans plusieurs phyla de l'arbre de la vie (métazoaires et macroalgues) pour identifier de nouveaux contrôles traductionnels. Ces approches comparatives permettent la découverte de mécanismes régulateurs ancestraux ou de mécanismes de traduction innovants.

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