A structural approach of RNA-protein recognition and kinetics of binding in two examples : tRNA aminoacylation by arginyl-tRNA synthetase and 7SK stabilization by LaRP7

Dans la cellule, les interactions ARN-protéines jouent un rôle fondamental dans divers processus impliqués dans la régulation de l'expression du message génétique. Si l'épissage de l'ARN pré-messager, la polyadénylation, le transport et l'adressage, la stabilité et la traduction sont des régulations de type post-transcriptionnel, les interactions ARN-protéines ont également un rôle-clé dans le domaine de la transcription. Effectivement, en addition aux capacités de codage, qui font de l'ADN et de l'ARN des supports de l'information génétique, la grande variabilité de structures et la flexibilité de l'ARN créent de nombreux sites uniques et le potentiel pour des régulations complexes. Les protéines se liant à l'ARN utilisent une bibliothèque de motifs structuraux pour reconnaître la séquence et la structure de leurs ARN cibles, ce qui conduit à un large éventail d'interactions, de labiles à stables. Ce manuscrit décrit nos travaux consistant à révéler les détails d'interactions RNA-protéines au niveau moléculaires, dans différents exemples concernant deux champs de la biologie cellulaire, la traduction et la transcription du code génétique. Nos cibles ont été choisies afin d'apporter des informations sur des interactions critiques pour la survie cellulaire et représentent différents modes de liaison de protéines à des ARN. Nous avions pour but d'utiliser la cristallographie aux rayons X, qui est une méthode fiable et reconnue pour la finesse des informations à l'échelle atomique que l'on peut en obtenir, et nous avons développé pour chaque cible un protocole de purification conduisant à une préparation homogène et cristallisable. Nous décrivons également les divers tests biophysiques et biochimiques ayant été utilisés pour caractériser nos échantillons.In the cell, RNA-protein interactions are fundamental to many processes involved in the regulation of gene expression, including pre-mRNA splicing, polyadenylation, editing, transport, cytoplasmic targeting, mRNA turnove and translation. In addition to these post-transcriptional processes, RNA-prote in interactions may also play a key rôle in transcription. Indeed, in addition to its coding capacity, which makes both DNA and RNA recipients of the genetic message, the high variability and conformationnal flexibility of RNA structure creates a number of unique binding sites and the potential for complex regulation by RNA binding proteins. These use a large Iibrary of structural modules in order to recognize RNAs in a combination of sequence- or structure-dependent ways, leading to a wide range of transient to more stable interactions. This manuscript describes our endeavour to reveal the details of RNAprotein interactions at the molecular level in several examples taken in two different fields of cell biology, transcription and translation. Our targets were chosen to better understand the molecular foundation of interactions critical for the cell survival, and represent different binding modes ofproteins to RNA. Aiming to use X-ray crystallography, a well-accepted and reliable mean to analyze recognition details at atomic resolution, we developed for each target a purification protocolleading to homogeneous preparations that were used for crystallization and subjected to various anai}'ses, including functional assays and biophysical characterization