Gene expression can be regulated with a premature termination mechanism targeting ongoing transcription dependent on the RNase III in Saccharomyces cerevisiae

L’expression des gènes est un ensemble hautement régulé de mécanismes ayant pour objectifs de synthétiser les protéines fonctionnelles dont la cellule a besoin à partir des codes inscrits dans l’ADN. Pour contrôler la quantité de signal utilisé et pour que ce message puisse physiquement traverser la cellule, celle-ci utilise la transcription des ARN messagers comme intermédiaire. Pour assurer la qualité de ce signal et pour contrôler son niveau d’expression, plusieurs mécanismes de dégradation des ARNm se coordonnent dans les organismes en fonction de leurs spécificités propres. La littérature a depuis longtemps démontré les liens entre les machineries de synthèse des ARNm et celles de leur dégradation en identifiant comment ceux-ci travaillent ensemble pour assurer une bonne régulation génique. Un de ces mécanismes induit une terminaison dans la région non-codante en 3’ de certains gènes à partir d’un clivage par la ribonucléase III. Dans ce mémoire, nous voulons démontrer qu’un mécanisme similaire dépendant de la ribonucléase III peut induire une terminaison prémature de la transcription à l’intérieur même de séquences codantes. Ce mécanisme semble être indépendant du promoteur et du terminateur des gènes, préférant réguler sa sélectivité à partir de la structure liée au clivage de l’ARNm. Plusieurs séquences et structures sous forme de tige-boucles d’ARNm peuvent être reconnues par la ribonucléase III. Cependant, il existe des différences fonctionnelles entre les différentes tige-boucles et toutes n’induisent pas un mécanisme de terminaison prématurée. Comme ce type de mécanisme doit être inductible et/ou permissible afin de ne pas empêcher complètement l’expression des gènes cibles, nous pouvons potentiellement faire affaire à un nouveau modèle de régulation génique.Abstract : Gene expression is a highly regulated coordination of processes with the objective of producing functional proteins from the DNA code of the cell. To control the amount of proteins produced, cells use messenger RNAs as an intermediate to permit genomic information to move across the cell. To assure the quality of this signal and to control the level of gene expression, many RNA degradation mechanisms coordinate together according to their own specificities. Scientific literature has demonstrated long ago the existing interactions between RNA synthesis and RNA degradation pathways and how they closely work together to achieve viable gene expression regulation. One of those mechanisms induces transcription termination in the 3’ untranscribed region of coding genes initiated with a RNA cleavage from a ribonuclease III. In this master thesis, we show that a similar RNase III dependent mechanism can induce premature transcription termination inside the coding sequence. This mechanism seems promotor and terminator independent and depends mostly on the sequence coding for a stem-loop structure in the mRNA. Different sequences can induce a stem-loop structure recognizable by RNase III. However, there are some functional differences between stem-loop structures and not all of them can induce premature transcription termination. Since this mechanism must not happen every time and somehow must be inducible to permit gene expression when needed, this could possibly lead to a new gene regulation model