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Accueil > Départements > Biologie des Génomes > Julie SOUTOURINA : Régulation transcriptionnelle des génomes

Julie SOUTOURINA : Présentation de l’équipe

L’équipe s’intéresse aux mécanismes moléculaires de la régulation transcriptionnelle in vivo à l’échelle du génome chez les eucaryotes. Notre but est de comprendre le fonctionnement de la régulation transcriptionnelle et la coordination entre la transcription et les processus nucléaires notamment la réparation de l’ADN par les approches de biologie intégrative.


Nous recherchons un ingénieur de recherche en CDD

Thèmes de recherche

1 - Régulation de la transcription à l’échelle du génome chez les eucaryotes (Julie Soutourina, Michel Werner)

Chez les eucaryotes, la transcription est hautement régulée et implique de nombreux complexes multiprotéiques. Un de ces complexes, le Médiateur de la régulation transcriptionnelle, joue un rôle crucial dans l’activation de la transcription par l’ARN polymérase II (Pol II), car il intègre les signaux des facteurs de transcription spécifiques et stimule le recrutement de la Pol II. Cependant, la complexité du Médiateur a empêché la compréhension détaillée de ses mécanismes d’action, essentielle pour l’étude de la régulation d’expression des gènes. Précédemment, en utilisant l’approche du double-hybride nous avons proposé un modèle d’organisation du complexe Médiateur (Guglielmi et al. 2004). Des études cristallographiques ont confirmé un grand nombre des interactions entre les sous-unités du Médiateur que nous avions observées.
Nous avons montré que le facteur général TFIIS, qui joue un rôle important dans l’élongation de la transcription, coopère avec le Médiateur pour activer la transcription d’un sous-ensemble de gènes (Guglielmi et al. 2007). En outre, nous avons démontré que TFIIS, en stimulant la transcription des gènes de classe III, est un des facteurs importants de cette transcription (Ghavi-Helm et al. 2008). Nous avons étendu ce travail aux cellules embryonnaires de souris et montré que le rôle de TFIIS dans la transcription des gènes de classe III est conservé chez les mammifères (Carrière et al. 2012). Ces résultats ont amené à reconsidérer et à étendre le rôle du facteur TFIIS dans les mécanismes d’expression du génome.
Nos travaux portent actuellement sur le rôle joué par le Médiateur dans l’activation de la transcription et, plus particulièrement, dans la formation du complexe de préinitiation. En utilisant la puissance de la levure Saccharomyces cerevisiae comme notre modèle principal et les approches de biologie intégrative, nous avons démontré les liens essentiels de ce complexe avec les composants de la machinerie transcriptionnelle, comme le facteur TFIIH et l’ARN polymérase II, en contribuant à la compréhension du fonctionnement du Médiateur. Notre travail a permis de mettre en évidence pour la première fois que le Médiateur est essentiel au recrutement du facteur général de transcription TFIIH et de proposer un nouveau modèle décrivant la formation du complexe de préinitiation lors de l’activation de la transcription (Esnault et al. 2008). Nous avons mis en évidence une interaction directe entre une sous-unité du Médiateur et une sous-unité de l’ARN polymérase II. Nous avons démontré que cette interaction est requise pour la transcription de tous les gènes de la levure, disséquant ainsi un mécanisme essentiel de l’expression du génome chez les eucaryotes (Soutourina et al. 2011).
Nous nous intéressons actuellement au rôle des 10 sous-unités essentielles du Médiateur dans l’assemblage du complexe de préinitiation sur le génome en mettant en œuvre des approches génomiques. Nous souhaitons comprendre les règles qui déterminent les voies d’assemblage du complexe d’initiation in vivo.

Figure 1 : La première étape de l’activation de la transcription est le recrutement du Médiateur par les activateurs de la transcription. Ce dernier peut ensuite recruter l’ARN polymérase II ou les facteurs généraux TFIIE et cTFIIH pour aller jusqu’à l’assemblage du complexe de préinitiation par une voie branchée.

2 - Fonctions du Médiateur au delà de la transcription (Julie Soutourina)

La transcription est couplée à la réparation de l’ADN afin d’assurer la continuité de la progression de la Pol II. Les dommages à l’ADN peuvent conduire à des problèmes du développement, de la croissance cellulaire et de la survie. Des composants de la machinerie de la transcription ou de la réparation de l’ADN peuvent participer aux deux processus. La réparation de l’ADN par excision des nucléotides (NER) est une voie majeure de la réparation de l’ADN nécessaire à la réparation des dimères cyclobutaniques de pyrimidines (CPD), les lésions induites par les UVs. La voie de la réparation du génome global opère sur l’ensemble des séquences génomiques et la réparation couplée à la transcription répare les dommages à l’ADN qui interfèrent avec la progression de la Pol II. La réaction NER et les composants requis pour la reconnaissance efficace des lésions d’ADN et leur réparation sont bien connus in vitro. Cependant, la coordination active entre la transcription et la réparation de l’ADN in vivo, notamment au niveau génomique, reste encore à étudier.
Le crible double hybride des sous-unités du Médiateur (Guglielmi et al. 2004) nous a permis de mettre en évidence des interactions de sous-unités du Médiateur avec des protéines appartenant à d’autres complexes macromoléculaires (données non publiées). La mise en évidence d’une interaction entre une sous-unité du Médiateur et la protéine appartenant à la machinerie de réparation à l’ADN, nous a permis à découvrir un nouveau rôle du complexe Médiateur liant la transcription et la réparation de l’ADN via un contact direct avec Rad2, l’homologue de la protéine XPG humaine (Eyboulet et al. 2013). Des mutations dans le gène XPG humain provoquent une maladie génétique, xeroderma pigmentosum (XP), associée au syndrome de Cockayne (CS). Nos résultats indiquent que le Médiateur est impliqué dans la réparation couplée à la transcription en facilitant le recrutement de Rad2 sur les gènes transcrits. Nous proposons que le Médiateur, en plus de sa fonction fondamentale coactivatrice, agit également au delà de la transcription (Eyboulet et al. 2014 ; Soutourina & Werner 2014).

©CEA/J. Soutourina

Figure 2 : Fonction coactivatrice du Médiateur dans la transcription par la Pol II et nouveau rôle de ce complexe dans la réparation de l’ADN couplée à la transcription dépendant de Rad2/XPG.

3 - Transcription chez les mammifères (Michel Werner)

Nous nous intéressons à l’étude de la transcription des gènes de classe III depuis de nombreuses années et avons contribué à l’identification in vivo dans la levure des gènes transcrits par l’ARN polymérase III (Harismendy et al. 2003). Nous avons étendu ces analyses de génome à celui de cellules souches embryonnaires de souris et montré que, dans ces cellules, seul un sous-ensemble des gènes codant les ARNt est transcrit. De plus, nous avons identifié de nouveaux gènes transcrits par cette enzyme et décrit le jeu des SINEs actifs (Carrière et al. 2012). En se basant sur l’expérience acquise, nous étudions actuellement au sein du consortium européen EuraTrans, les variations de l’association de l’ARN polymérase II sur le génome de souches de rat congéniques afin de comprendre ce qui détermine leur pré-disposition à développer des maladies spécifiques (Rintisch et al. 2014).

Mots-clés :

Levures Saccharomyces cerevisiae ; Cellules de mammifères ; Régulation transcriptionnelle ; Réparation couplée à la transcription ; ARN polymérase ; Médiateur ; Rad2/XPG ; TFIIS ; xeroderma pigmentosum/syndrome de Cockayne ; Génomique fonctionnelle

Contact :


SOUTOURINA Julie [Chercheur - CEA]
Equipe Soutourina J. - Régulation transcriptionnelle des génomes [Responsable]
01 69 08 54 13 Saclay - Bât 144

publié le , mis à jour le