Description
Contexte scientifique: La régulation post transcriptionnelle permet de moduler finement le devenir des transcrits. Chez les animaux, une famille de protéines, les MUSASHI, est particulièrement impliquée dans ce processus et participe ainsi au contrôle de la différenciation cellulaire et du devenir des cellules (https://doi.org/10.3390/biology10050407). Nous avons récemment identifié chez la plante modèle Arabidopsis thaliana une famille de protéines (MSIlike) qui présente les mêmes caractéristiques que les MSI animales (https://doi.org/10.7554/eLife.88207.1).
Les objectifs de ce projet de thèse, font partie d'un projet ANR, et ont pour but didentifier tous les transcrits ciblés par les protéines MSIlike chez Arabidopsis thaliana (P1) et caractériser leur mode daction (P2). Limplication des protéines MSIlike dans la réponse aux stress sera également étudiée (P3).
P1. Afin d'identifier tous les transcrits directement et spécifiquement recrutés par les MSIlike il est nécessaire dadopter une approche la plus spécifique possible telle que la technique HyperTRIBE (Targets of RNA-binding proteins Identified By Editing) qui permet déditer spécifiquement les transcrits liés à la protéine dintérêt (https://doi.org/10.1038/s41467-020-15814-8). Pour cela la séquence codante des MSIlike sera fusionnée avec celle du domaine catalytique de ladénosine déaminase du mutant catalytique E488Q de drosophile (DmADARE488Qcd). Une fois introduite dans le mutant msilike la protéine fusion MSIlike::DmADAR fixera les transcrits ciblés, les éditera et un séquençage des transcrits (RNA seq) permettra alors didentifier les cibles directes des MSIlike. Des approches complémentaires pour SELEX (Systematic Evolution of Ligands by EXponential Enrichment) et/ou RIP pourront aussi être réalisées (https://doi: 10.2144/000114567). Les cibles potentielles seront ensuite confirmées.
P2. Les cibles identifiées par WP1 serviront doutils danalyse pour caractériser le mode daction des MSILike chez Arabidopsis. Les profils daccumulation des cibles et des protéines quelles codent seront analysés à la fois dans des plants sauvages, mais aussi mutés dans les gènes MSIlike. La stabilité des transcrits, leurs maturations ainsi que les profils de polysomes seront alors caractérisés . Parce que les protéines MSIlike possèdent des sites de fixation de protéines Argonautes (AGO) le rôle de ces dernières sera sera étudié au même titre que l'implication de petits ARN régulateurs.
P3. En raison de caractéristiques particulières des protéines MSIlike leur implication dans la réponse aux stress sera analysée en comparant la résistance de plantes sauvages et de mutants msil.
Ce projet de thèse reposera sur lutilisation de nombreux outils de biologie moléculaire, de biochimie des protéines, des immunoprécipitations dARN et des analyses de RNAseq seront aussi développés.
Compétences requises
Le(la) candidat(e) devra être passionné et investi dans son travail. Savoir travailler en équipe et être rapidement autonome pour la réalisation des expérimentations classiques. Il(elle) devra s'intégrer au fonctionnement du laboratoire et pourra si il (elle) le veut réaliser au cours de la thèse des enseignements. Il (elle) devra avoir des connaissances en biologie moléculaire, biochimie, génétique et physiologie.
Bibliographie
Arribas-Hernández, L., Rennie, S., Schon, M., Porcelli, C., Enugutti, B., Andersson, R., Nodine, M. D., & Brodersen, P. (2021). The YTHDF proteins ECT2 and ECT3 bind largely overlapping target sets and influence target mRNA abundance, not alternative polyadenylation. ELife, 10, e72377. https://doi.org/10.7554/eLife.72377
Cragle, C. E., MacNicol, M. C., Byrum, S. D., Hardy, L. L., Mackintosh, S. G., Richardson, W. A., Gray, N. K., Childs, G. V., Tackett, A. J., & MacNicol, A. M. (2019). Musashi interaction with poly(A)-binding protein is required for activation of target mRNA translation. Journal of Biological Chemistry, 294(28), 1096910986. https://doi.org/10.1074/jbc.RA119.007220
Fox, R. G., Park, F. D., Koechlein, C. S., Kritzik, M., & Reya, T. (2015). Musashi Signaling in Stem Cells and Cancer. Annual Review of Cell and Developmental Biology, 31(1), 249267. https://doi.org/10.1146/annurev-cellbio-100814-125446
Jadhav, S., Ajay, A. K., Trivedi, P., Seematti, J., Pellegrini, K., Craciun, F., & Vaidya, V. S. (2016). RNA-binding Protein Musashi Homologue 1 Regulates Kidney Fibrosis by Translational Inhibition of p21 and Numb mRNA. Journal of Biological Chemistry, 291(27), 1408514094. https://doi.org/10.1074/jbc.M115.713289
Kairouani, A., Pontier, D., Picart, C., Mounet, F., Martinez, Y., Le-Bot, L., Fanuel, M., Hammann, P., Belmudes, L., Merret, R., Azevedo, J., Carpentier, M.-C., Gagliardi, D., Couté, Y., Sibout, R., Bies-Etheve, N., & Lagrange, T. (2023). Cell type-specific control of secondary cell wall formation by Musashi-type translational regulators in Arabidopsis [Preprint]. elife. https://doi.org/10.7554/eLife.88207.1
Kawahara, H., Okada, Y., Imai, T., Iwanami, A., Mischel, P. S., & Okano, H. (2011). Musashi1 Cooperates in Abnormal Cell Lineage Protein 28 (Lin28)-mediated Let-7 Family MicroRNA Biogenesis in Early Neural Differentiation. Journal of Biological Chemistry, 286(18), 1612116130. https://doi.org/10.1074/jbc.M110.199166
Nahas, G. R., Murthy, R. G., Patel, S. A., Ganta, T., Greco, S. J., & Rameshwar, P. (2016). The RNA‐binding protein Musashi 1 stabilizes the oncotachykinin 1 mRNA in breast cancer cells to promote cell growth. The FASEB Journal, 30(1), 149159. https://doi.org/10.1096/fj.15-278770
Nakamura, M., Okano, H., Blendy, J. A., & Montell, C. (1994). Musashi, a neural RNA-binding protein required for drosophila adult external sensory organ development. Neuron, 13(1), 6781. https://doi.org/10.1016/0896-6273(94)90460-X
Nguyen, D. T. T., Lu, Y., Chu, K. L., Yang, X., Park, S.-M., Choo, Z.-N., Chin, C. R., Prieto, C., Schurer, A., Barin, E., Savino, A. M., Gourkanti, S., Patel, P., Vu, L. P., Leslie, C. S., & Kharas, M. G. (2020). HyperTRIBE uncovers increased MUSASHI-2 RNA binding activity and differential regulation in leukemic stem cells. Nature Communications, 11(1), 2026. https://doi.org/10.1038/s41467-020-15814-8
Reichel, M., Liao, Y., Rettel, M., Ragan, C., Evers, M., Alleaume, A.-M., Horos, R., Hentze, M. W., Preiss, T., & Millar, A. A. (2016). In Planta Determination of the mRNA-Binding Proteome of Arabidopsis Etiolated Seedlings. The Plant Cell, 28(10), 24352452. https://doi.org/10.1105/tpc.16.00562
Shibata, S., Umei, M., Kawahara, H., Yano, M., Makino, S., & Okano, H. (2012). Characterization of the RNA-binding protein Musashi1 in zebrafish. Brain Research, 1462, 162173. https://doi.org/10.1016/j.brainres.2012.01.068
Sutherland, J. M., Fraser, B. A., Sobinoff, A. P., Pye, V. J., Davidson, T.-L., Siddall, N. A., Koopman, P., Hime, G. R., & McLaughlin, E. A. (2014). Developmental Expression of Musashi-1 and Musashi-2 RNA-Binding Proteins During Spermatogenesis : Analysis of the Deleterious Effects of Dysregulated Expression1. Biology of Reproduction, 90(5). https://doi.org/10.1095/biolreprod.113.115261
Sutherland, J. M., Sobinoff, A. P., Fraser, B. A., Redgrove, K. A., Davidson, T., Siddall, N. A., Koopman, P., Hime, G. R., & McLaughlin, E. A. (2015). RNA binding protein Musashi‐1 directly targets Msi2 and Erh during early testis germ cell development and interacts with IPO5 upon translocation to the nucleus. The FASEB Journal, 29(7), 27592768. https://doi.org/10.1096/fj.14-265868
Uren, P. J., Vo, D. T., de Araujo, P. R., Pötschke, R., Burns, S. C., Bahrami-Samani, E., Qiao, M., de Sousa Abreu, R., Nakaya, H. I., Correa, B. R., Kühnöl, C., Ule, J., Martindale, J. L., Abdelmohsen, K., Gorospe, M., Smith, A. D., & Penalva, L. O. F. (2015). RNA-Binding Protein Musashi1 Is a Central Regulator of Adhesion Pathways in Glioblastoma. Molecular and Cellular Biology, 35(17), 29652978. https://doi.org/10.1128/MCB.00410-15
Vo, D. T., Subramaniam, D., Remke, M., Burton, T. L., Uren, P. J., Gelfond, J. A., de Sousa Abreu, R., Burns, S. C., Qiao, M., Suresh, U., Korshunov, A., Dubuc, A. M., Northcott, P. A., Smith, A. D., Pfister, S. M., Taylor, M. D., Janga, S. C., Anant, S., Vogel, C., & Penalva, L. O. F. (2012). The RNA-Binding Protein Musashi1 Affects Medulloblastoma Growth via a Network of Cancer-Related Genes and Is an Indicator of Poor Prognosis. The American Journal of Pathology, 181(5), 17621772. https://doi.org/10.1016/j.ajpath.2012.07.031
Mots clés
regulation traductionelle, ARN messagers, développement, différenciation cellulaire, stress granule