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Biogenèse des complexes respiratoires mitochondriaux chez la levure S.cerevisiae et les cellules humaines

le 11 décembre 2008

Le jeudi 11 décembre 2008 à 14H00

 

Au Centre de Génétique Moléculaire du CNRS
Avenue de la terrasse
Salle de Conférence G. Prévost
Bâtiment 24
91198 Gif-sur-Yvette cedex

Par Madame Cécile NOUET Discipline : Génétique Cellulaire et Moléculaire

La chaîne respiratoire mitochondriale est composée de complexes multimériques, constitués de sous-unités codées par l'ADN nucléaire et l'ADN mitochondrial (ADNmit) et sa biogenèse nécessite donc une coordination étroite entre la mitochondrie et le noyau. De nombreux facteurs nucléaires sont impliqués dans l'expression de l'ADNmit et l'assemblage des différentes sous-unités. Durant ma thèse, je me suis intéressée à trois des facteurs jouant un rôle dans la biogenèse des complexes respiratoires chez S. cerevisiae et l'homme. La protéine Oxa1 est impliquée dans l'insertion co-traductionnelle de sous-unités membranaires de plusieurs complexes respiratoires chez S. cerevisiae. J'ai étudié le rôle de la protéine Oxa1L chez l'homme en réalisant l'extinction du gène OXA1L par interférence ARN dans des fibroblastes. Mes travaux et ceux publiés récemment chez l'homme et la levure apportent une éclairage nouveau sur le rôle d'Oxa1. A partir d'un mutant ponctuel d'OXA1 chez S. cerevisiae, j'ai isolé un suppresseur en copies multiples, le gène RMD9 et montré que Rmd9p contrôle la stabilité/maturation de tous les ARNm mitochondriaux codant des sous-unités des complexes respiratoires. Enfin, Bcs1, une ATPase de la famille AAA, est requise pour l'assemblage du complexe respiratoire III. Chez l'homme, des mutations dans le gène BCS1L sont responsables de pathologies assez diverses. J'ai mené une étude structure-fonction de Bcs1p chez S. cerevisiae et mis en évidence dans le domaine AAA trois régions cruciales pour la fonction. J'ai aussi isolé des suppresseurs extragéniques dont l'identification devrait permettre de mieux comprendre les rôles de cette protéine.

 

 

Abstract :

The mitochondrial respiratory chain consists of multimeric complexes composed of subunits encoded by the nuclear and mitochondrial genomes. Its biogenesis requires a fine tuning between nucleus and mitochondria. Several nuclear encoded factors are involved in mitochondrial gene expression and the following assembly of subunits. During my thesis I got interested in three factors involved in respiratory complex biogenesis in the yeast S. cerevisiae and in human. The Oxa1 protein is involved in co-translational insertion of membrane subunits belonging to several complexes. I studied the role of Oxa1 in human by silencing its expression using RNA interference in fibroblasts. This work and other published data on yeast and human provide a new insight into the role of Oxa1. In addition I isolated the RMD9 gene as a high copy suppressor of an oxa1 mutant in S. cerevisiae. I showed that Rmd9p controls the stability/maturation of all mitochondrial mRNA encoding respiratory complex subunits. Finally Bcs1, an ATPase belonging to the AAA family is required for assembly of respiratory complex III. In human, mutations in the BCS1L gene are responsible for various pathologies. I performed a structure-function analysis of Bcs1p in S. cerevisiae. This study reveals three critical regions in the AAA domain. Besides I isolated extragenic suppressors which identification should contribute to a better understanding of Bcs1 function.

 

Informations complémentaires

Jean-Paul di RAGO, Directeur de Recherche, Habilité à diriger des Recherches, à l'Institut de Biochimie et Génétique Cellulaire, Bordeaux - Rapporteur Axel MAGALON, Chargé de Recherche, Habilité à diriger des Recherches, à l'Institut de Biologie Structurale et Microbiologie, Marseille - Rapporteur Anne LOMBES, Directeur de Recherche, Habilité à diriger des Recherches, à l'Université de Pierre et Marie Curie Paris 6 - Examinateur Jean-Luc VAYSSIERE, Professeur des Universités, à l'Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines - Examinateur Geneviève DUJARDIN, Directrice de Recherche, à l'Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines - Directrice de thèse