Les promoteurs de gènes déterminent comment la machinerie de transcription est arrêtée à la fin du gène. Crédit :Institut Friedrich Miescher pour la recherche biomédicale
Helge Grosshans et son groupe de l'Institut Friedrich Miescher pour la recherche biomédicale (FMI) ont identifié deux modes distincts de terminaison de la transcription - l'un dépendant de, et un indépendant de, l'exoribonucléase XRN2 hautement conservée. Dans une collaboration fructueuse entre les laboratoires humides et les biologistes computationnels, ils ont découvert que le promoteur d'un gène détermine le mécanisme de terminaison de sa transcription.
Lorsque l'information génétique est transcrite de l'ADN à l'ARN, il est important non seulement où le processus commence, mais aussi où il s'arrête. L'échec de la terminaison provoque une « relecture » dans les gènes adjacents, perturber leur régulation ou générer des transcrits de fusion inutiles et éventuellement nocifs. Mais, comme le souligne Helge Grosshans, chef du groupe FMI, « La terminaison de la transcription a été en grande partie une boîte noire ; en dehors d'un consensus émergent sur l'importance d'une protéine connue sous le nom d'exoribonucléase 2 (XRN2), on en savait peu sur les facteurs et mécanismes pertinents. »
Grosshans et son groupe ont maintenant examiné plus en détail la terminaison de la transcription chez le ver rond Caenorhabditis elegans. Leurs résultats ont été publiés dans la revue Gènes et développement .
Dans leur étude, les scientifiques ont examiné les effets de l'inactivation du XRN2. Ils ont découvert que la transcription ne s'arrêtait pas aux extrémités de nombreux gènes - comme prévu. De façon inattendue, cependant, pour de nombreux autres gènes, la résiliation s'est produite normalement. Grosshans commente :« Nos résultats montrent que certains gènes nécessitent XRN2 pour la terminaison, alors que d'autres ne le font pas. En réalité, la transcription de ce dernier semble être réfractaire à la terminaison par l'activité XRN2.
Une analyse plus poussée des deux classes de gènes a révélé que le mode de terminaison était spécifié par les promoteurs de gènes. Grosshans explique :« Ce fut une grande surprise. Les promoteurs sont adjacents au site de démarrage de la transcription, déterminer quand et où commence la transcription, alors que la terminaison se produit à l'extrémité d'un gène. Nous nous serions attendus à trouver des facteurs déterminant le mode de terminaison à proximité du site de terminaison lui-même ; au lieu, la capacité de XRN2 à terminer la transcription était déjà spécifiée par le promoteur."
Sur la base de cette observation et du fait que XRN2 se lie aux deux classes de gènes - ceux qui en ont besoin pour la terminaison et ceux qui n'en ont pas besoin - les scientifiques proposent deux modes d'action pour la terminaison de la transcription. Dans le premier mode, l'interaction de XRN2 avec la machinerie de transcription à l'extrémité d'un gène dissocie cette machinerie de l'ADN, publier la transcription. Dans la seconde, la machinerie de transcription peut différer en composition ou en configuration, empêchant XRN2 de perturber son interaction avec l'ADN. La terminaison est alors le résultat d'autres processus moléculaires.
Grosshans conclut :« Nos résultats sont un premier pas vers une meilleure compréhension de la terminaison de la transcription. Une question majeure à laquelle il faut maintenant répondre est de savoir quels facteurs entraînent la terminaison indépendante du XRN2. »