Etude de nouveaux aspects liés à la machinerie traductionnelle : amidotransférases et aminoacyl-ARNt synthétases.

My various research topic concern the translation of the genetic information that can be considered as the production of biomolecules whose role in a cell can be either structural or functional. First I studied the process of tRNA aminoacylation and the formation of modified bases within the tRNA molecule. Indeed, the tRNA plays q key role during protein synthesis because the precision of its aminoaclylation will be crucial for the translation fidelity. In yeast, one can find a simplified version of the multisynthetase complex that consists of MetRS, GluRS and Arc1p, a protein encoded by a gene that is not only in genetic interaction with the nucleocytoplasmic transport machinery but also with genes involved in tRNA biogenesis. These studies brought me to study the role of MTR10 in nucleocytoplasmic exchanges and a possible role of this gene in tRNA transport. The techniques I used during this study were also helpful for the study of Efl1p, an EF-2 type GTPase involved in a late cytoplasmic step of 60S ribosomal subunit biogenesis. All my previous work allowed me to gain some experience with various biochemical and genetic techniques that will be very helpful for my future work that deals with the systematic study of the localisation and interaction of aminoacyl-tRNA synthetases. Indeed, it is not conceivable that the tRNA/aminoacyl-tRNA synthetases are completely autonomous in a cell but they have rather to interact / communicate with the other partners of the translational machinery and most likely with other factors involved in various cellular pathways. Another aspect of my project, still related to tRNA aminoacylation, concerns an atypical system of aminoacyl-tRNA formation in the asparagine and glutamine systems. Indeed, a large number of prokaryotes, including human pathogens, do not posses genes coding for asparaginyl- and/or glutaminyl-tRNA synthetases and therefore use an atypical indirect pathway for tRNA aminoacylation. The study of these mechanisms is not interesting only at the level of evolution and structure function relationship but also at the level of public health because inhibiting these atypical aminoacylation pathways will deliver new classes of antibiotics. This aspect is really crucial since the resistance of many pathogens to more classical antibiotics begins to become an enormous health problem.Mes divers thèmes de recherche concernent la traduction qui, au sens large du terme, peut être considérée comme la production de biomolécules à rôle structural et/ou fonctionnel à partir de l'information contenue dans les gènes. Pour ma part je me suis intéressé tout d'abord à l'aminoacylation des ARNs de transfert (ARNt) ainsi qu'à la formation de certaines bases modifiées qui les composent. En effet, l'ARNt est un acteur clé de la synthèse protéique car c'est de l'exactitude de son aminoacylation que dépend grandement la fidélité de la synthèse protéique. Chez la levure, il existe un complexe multi-synthétasique simplifié formé de la MetRS, la GluRS et Arc1p, une protéine dont le gène est en interaction non seulement avec la machinerie de transport nucléocytoplasmique mais également celle de la biosynthèse des ARNts. Ces découvertes m'ont amené à étudier le rôle de Mtr10p dans les échanges nucléocytoplasmiques et un possible lien avec le transport des ARNts. Les acquis lors de ces travaux auront été utiles dans l'étude du rôle d'Efl1p, une GTPase de type EF-2 impliquée dans une étape tardive (cytoplasmique) de la biogenèse de la grande sous-unité ribosomale 60S.Grâce aux travaux antérieurs, j'ai pu me familiariser avec de nombreuses techniques biochimiques et génétiques qui s'avèreront précieuses pour mon projet d'étude de la localisation et de l'interactome des aminoacyl-ARNt synthétases (aaRS). En effet, il n'est pas concevable que le couple ARNt/aaRS évolue de façon autonome dans la cellule mais il doit interagir / communiquer d'une part avec les acteurs directs de la synthèse protéique et, d'autre part, avec des facteurs intervenant dans d'autres processus cellulaires. Trouver, comprendre et étudier les spécificités de divers organismes fournira peut-être de nouvelles pistes à but thérapeutique restées insoupçonnées jusqu'alors.Un autre aspect de mon projet, toujours relié aux aaRS, traitera d'un système atypique de la machinerie traductionnelle qui est celui des voies de formation des aminoacyl-ARNts dans les systèmes asparagine et glutamine. En effet, un certain nombre d'organismes, pathogènes de l'homme, ne possèdent pas d'aaRS (AsnRS, GlnS) pour l'un et/ou l'autre de ces acides aminés et pallient à cette absence par l'utilisation d'une voie indirecte pour la formation de ces aminoacyl-ARNts. L'étude de ces voies est non seulement intéressante sur les plans évolutifs et relation structure-fonction ARN-protéine mais également d'un point de vue appliqué, certes à plus long terme, dans le but d'enrayer ces voies de biosynthèse amenant ainsi des cibles alternatives pour des molécules de type antibiotique. Cet aspect est d'autant plus important qu'à l'heure actuelle apparaissent des phénomènes de résistance aux antibiotiques posant de vrais problèmes de santé publique