Biologie de l’ARN et ARN thérapeutiques

Responsables : Rachid RAHMOUNI et Chantal PICHON

DESCRIPTIF DU TRAVAIL DE RECHERCHE

Nous voulons créer une dynamique forte entre recherche académique sur le métabolisme de l’ARN et des applications biotechnologiques en recherche translationnelle dans le domaine de l’ARN thérapeutique.

Biologie de l’ARN

Pour le volet recherche fondamentale, nous poursuivons nos études sur les mécanismes co-transcriptionnels de biogénèse et contrôle qualité (QC) des particules ribonucléoprotéiques (mRNPs) dans la levure et les cellules de mammifères. Ces travaux sont réalisés en utilisant notre approche basée sur la perturbation de la biogénèse des mRNPs par le facteur bactérien Rho. Par des analyses globales en transcriptomique (ChIP-Seq et RNA-Seq) et protéomique (pulldown des mRNPs et analyse des protéines par Mass Spec) nous cherchons à comprendre les spécificités vis à vis des mRNPs aberrantes de deux voies de QC et dégradation que nous avons découvertes précédemment. Ce travail devrait nous permettre de mettre en évidence les déterminants structuraux des mRNPs impliqués dans la reconnaissance par chaque voie de QC et dégradation. Un autre aspect consiste à caractériser les défauts induits par Rho sur les mRNPs pendant leur biogénèse et qui sont responsables du déclanchement du système de dégradation par le QC. Ceci devrait nous mener à comprendre les spécificités qui différencient les mRNA qui sont compactés en mRNP et exportés vers le cytoplasme pour la traduction et des RNA noncodants (antisens et intergéniques) qui sont très instables alors qu'ils possèdent les mêmes attributs que les mRNA (coiffe en 5' et queue polyA en 3'). Avec ce travail, nous pensons faire des contributions décisives dans le domaine en pleine expansion des RNA noncodants comme acteurs de la régulation des gènes au niveau de la transcription, dégradation des mRNA et traduction. Enfin, nous voulons déterminer le rôle de Rna15 dans le processus de détection des mRNPs aberrantes par le QC. Rna15 fait partie d'un complexe très conservé (Rna14-Rna15-Clp1-Pcf11) impliqué dans le processus de terminaison et polyadénylation des transcrits et qui est recruté par le complexe transcriptionnel à la fin des gènes. Cependant, Il a été très récemment montré que Rna15 co-localise aussi avec le complexe Nrd1-Nab3 responsable d'une voie du QC pour une partie des transcrits. En parallèle, nous utilisons notre approche basée sur la perturbation de la biogénèse des mRNPs chez la levure et le phénotype de retard de croissance qu’elle produit pour mettre au point des cribles pour rechercher des antibiotiques qui ciblent spécifiquement Rho.

ARN thérapeutiques

Ces dernières années, nous assistons à l'émergence de produits biopharmaceutiques à base d'ARN comme une nouvelle classe de traitement et de prophylaxie des maladies chroniques et rares, y compris le cancer. Les ARN thérapeutiques sont reconnus comme étant plus prometteurs que les ADN thérapeutiques. Il est maintenant bien admis que l’avenir des thérapies à base d’ARN dans le domaine clinique repose sur l’amélioration de leur production, leur stabilité et leur délivrance cellulaire.
Dans le projet "Biomédicaments" nous avons l'intention de mettre en place une nouvelle technologie pour produire dans la levure de grandes quantités d'ARNm pouvant servir comme vaccin de qualité. Nous cherchons aussi à améliorer l'activité biologique des ARNm thérapeutiques en menant des études sur le devenir intracellulaire de l'ARN exogène.

Principales publications :
  • Mosrin-Huaman C., Hervouet-Coste N. and Rahmouni A. R. Co-transcriptional degradation by the 5'-3' exonuclease Rat1p mediates quality control of HXK1 mRNP biogenesis in S. cerevisiae. (2016) RNA Biol. 13, 582–592.
  • Stuparevic I., Mosrin-Huaman C., Hervouet-Coste N., Remenaric M. and Rahmouni A. R. Co-transcriptional Recruitment of RNA Exosome Cofactors Rrp47p and Mpp6p and Two Distinct TRAMP Complexes Assists the Exonuclease Rrp6p in the Targeting and Degradation of an Aberrant mRNP in Yeast (2013) J. Biol. Chem. 288, 31816-31829.
  • Honorine R., Mosrin-Huaman C., Hervouet-Coste N., Libri D. and Rahmouni A. R. Nuclear mRNA quality control in yeast is mediated by Nrd1 co-transcriptional recruitment (2011) Nucleic Acids Res. 39, 2809-2820.
  • Proshkin S., Rahmouni A. R., Mironov A. and Nudler E. Cooperation between Translating Ribosomes and RNA Polymerase in Transcription Elongation. (2010) Science. 328, 504-508.
Publications