Etude du contrôle de la transcription envahissante par la terminaison de la transcription

La terminaison de la transcription est essentielle, aussi bien pour assurer la formation de l’extremite 3’ de transcrits fonctionnels que pour eviter les phenomenes d’interference transcriptionnelle entre des regions transcrites adjacentes. Ceci est particulierement important dans un genome compact comme celui de S. cerevisiae. La terminaison est aussi l’une des strategies principales que la cellule emploie pour controler et limiter la transcription dite envahissante ou cachee. Chez S. cerevisiae, l’ARN polymerase II est responsable de la transcription des ARNm et de nombreuses classes d’ARN non codants tels que les sn(o)ARN et les CUT (Cryptic Unstable Transcripts). Ces derniers representent une fraction importante des transcrits issus de la transcription cachee. Il existe deux voies canoniques de terminaison de la transcription par cette polymerase. Elles font intervenir le complexe de clivage et de polyadenylation, CPF-CF, notamment pour la terminaison des ARNm ou le complexe NNS pour la terminaison des sn(o)ARN et des CUT. Au cours de ma these j’ai etudie deux aspects de la terminaison de la transcription : 1) l’etude des motifs de recrutement du complexe NNS et 2) l’identification et la caracterisation d’une nouvelle voie de terminaison par le facteur Rap1. Les complexes CPF-CF et NNS agissent tous les deux en liant le transcrit naissant et l’ARN pol II. Le complexe NNS lie l’ARN naissant grâce a ses sous-unites Nrd1 et Nab3 qui reconnaissent des motifs specifiques. Cependant, bien que la sequence de ces motifs soit maintenant connue, leur presence ne permet pas de definir de facon certaine un terminateur. En effet, le nombre de ces motifs varie beaucoup d’un terminateur a l’autre. Afin de mieux comprendre la structure des terminateurs cibles par le complexe NNS et l’organisation des motifs lies par Nrd1 et Nab3, j’ai recherche les sequences impliquees dans la terminaison d’un CUT modele en realisant une mutagenese aleatoire et j’ai identifie par SELEX des motifs de fixation optimale du dimere Nrd1-Nab3. Un second volet de ma these porte sur la caracterisation d’une nouvelle voie de terminaison de la transcription dependante du facteur Rap1. Rap1 est important pour la structure des telomeres et c’est aussi un facteur de transcription ciblant des centaines de promoteurs. Il active ou reprime l’initiation de la transcription notamment en recrutant des complexes de remodelage de la chromatine sur les promoteurs cibles. De facon surprenante, le motif de fixation de ce facteur a ete identifie dans des sequences capables de terminer la transcription isolees au laboratoire. Mes travaux ont permis de caracteriser le mecanisme de terminaison par Rap1 et de distinguer cette voie des voies de terminaison canoniques. Ce facteur, lie a l’ADN, agit comme une barriere en bloquant la progression de l’ARN polymerase II par un mecanisme de « road-block ». Les polymerases ainsi arretees sont ciblees par une voie qui permet leur elimination lorsqu’elles sont bloquees par des degâts sur l’ADN, impliquant leur ubiquitination et vraisemblablement leur degradation par le proteasome. Les ARN liberes sont polyadenyles par la poly(A)-polymerase Trf4 et degrades par l’exosome nucleaire. Ce mecanisme de terminaison est utilise dans un contexte naturel puisque j’ai identifie des transcrits endogenes de S. cerevisiae termines par cette voie. Nous proposons que la terminaison par Rap1 contribue au controle de la transcription envahissante. Ce facteur assurerait ainsi au niveau des promoteurs qu’il lie une double fonction de facteur de transcription et de protection de ces promoteurs contre l’interference transcriptionnelle.