En s’associant à des protéines spécifiques, les ARN non-codants (ARNnc) assurent une grande diversité de fonctions essentielles à la biologie cellulaire. Parmi ces ARNnc, les petits ARN nucléolaires de la famille dite à boîtes conservées C/D (snoARN C/D) forment des particules ribonucléoprotéiques appelées snoRNP C/D en s’associant à 4 protéines invariables. L’une de ces protéines est une 2’-O-méthyltransférase qui catalyse la méthylation sur l’oxygène lié au carbone en position 2’ des riboses d’autres ARN lorsque ces derniers s’apparient de façon spécifique avec le snoARN inclus dans la snoRNP C/D. Par exemple, pour les ribosomes, ces 2’-O-méthylations sont concentrées dans les régions fonctionnelles de l’ARN ribosomique et contribuent à la fidélité de la traduction des ARNm qui permet la synthèse des protéines cellulaires.

L’assemblage d’une snoRNP s’effectue sur un snoARN naissant, conjointement à sa transcription, et nécessite l’intervention d’une machinerie dédiée. L’équipe nancéienne ARN-RNP dirigée par Bruno Charpentier (IMoPA, UMR7365 CNRS UL) réalise depuis plusieurs années des études structure-fonction pour comprendre les mécanismes moléculaires d’assemblage de plusieurs complexes cellulaires ARN-protéine dont les snoRNP. Les travaux antérieurs en collaboration avec les équipes de Sarah Cianférani (IPHC, LSMBO, UMR7178) et Edouard Bertrand (IGH, UMR9002, Montpellier) ont permis d’identifier les facteurs protéiques constituant la machinerie d’assemblage des snoRNP à boîtes C/D. Cette machinerie est composée chez la levure Saccharomyces cerevisiae de l’hétérodimère Rsa1:Hit1, du complexe ATPasique R2TP (Rvb1/2, Tah1, Pih1), de la protéine chaperonne Hsp90 ainsi que de Bcd1.

Les derniers travaux effectués en collaboration avec le Dr Saveanu (GIM/IP, CNRS UMR3525) révèlent des liens génétiques entre le gène codant Rsa1 et des gènes impliqués dans le contrôle de la structure de la chromatine. De plus, un lien physique est mis en évidence entre la protéine Bcd1 et la protéine Rtt106 qui appartient à la famille des chaperonnes d’histone. Elle est un acteur important de la mise en place de la modification épigénétique par acétylation de la lysine 56 de l’histone H3 (H3K56ac) chez S. cerevisiae. En effet, elle contrôle l’incorporation dans la chromatine d’histones H3K56ac lors de la réplication des chromosomes et lors du remodelage de la chromatine associé à la transcription des gènes. La présente étude montre que l’association de Rtt106 avec des régions d’ADN transcriptionnellement actives corrèle avec son association avec l’ARN polymérase II qui produit les ARNm et que Bcd1 contrôle l’abondance des marques H3K56ac au niveau de plusieurs régions géniques transcrites par cette polymérase. Les données convergent vers un modèle dans lequel le recrutement de la chaperonne d’histone aux sites de transcription est limité par son interaction avec Bcd1 qui agit comme une compétitrice de l’association de Rtt106 avec l’ARN polymérase II (voir illustration ci-après). L’interaction entre Bcd1 et Rtt106 est caractérisée aux niveaux moléculaires et atomiques par une combinaison d’approches telles que la titration calorimétrique isotherme, le pontage chimique ou l’échange H/D suivis par spectrométrie de masse (ProFI-Strasbourg), la résonance magnétique nucléaire (UMS2008/US40, B2S) et la cristallographie aux rayons X (UMS2008/US40, B2S). La structure tridimensionnelle du complexe décrit comment Bcd1 se lie au domaine PH1 (Pleckstrin-Homology 1) de Rtt106.

En conclusion, les données présentées permettent de mieux comprendre comment, en plus de son activité lors de la réplication de l’ADN, la protéine chaperonne Rtt106 contribue au remodelage de la structure de la chromatine lors de la transcription par l’ARN polymérase II. Une nouvelle interface a été identifiée dans son domaine PH1 pour l’interaction avec Bcd1, un facteur essentiel pour l’assemblage des snoRNP C/D. L’interaction Rtt106:Bcd1 mise en évidence ici, dévoile une nouvelle connexion qui pourrait être importante pour coordonner l’activité de transcription active de l’ARN polymérase II à la biogenèse des ribosomes.

Publication : Bragantini B, Charron C, Bourguet M, Paul A, Tiotiu D, Rothé B, Marty H, Terral G, Hessmann S, Decourty L, Chagot ME, Strub JM, Massenet S, Bertrand E, Quinternet M, Saveanu C, Cianférani S, Labialle S, Manival X, Charpentier B. The box C/D snoRNP assembly factor Bcd1 interacts with the histone chaperone Rtt106 and controls its transcription dependent activity. Nat Commun. 2021 Mar 25;12(1):1859.

• DOI : 10.1038/s41467-021-22077-4 
• PUBMED : 33767140
• HAL : HAL-03181046