Caractérisation de l'étendue des fonctionalités des complexes ribonucléo-protéiques inpliquant les petits ARN nucléolaires par analyse de réseaux, transcriptomique, protéomique et biologie cellulaire

Les petits ARN nucléolaires (snoRNA) sont des ARN non-codants régulateurs bien caractérisés pour leur rôle dans la biogénèse des ribosomes, les machines moléculaires qui produisent les protéines. Pour réaliser leur fonctionnalité, les snoRNA interagissent avec des protéines conservées spécifiques et bien caractérisées, qui fournissent stabilité et activité enzymatique. Cependant, en plus de leur rôle dans la biogénèse des ribosomes, de nombreuses fonctions nouvelles dans la régulation de l’expression génique et dans la réponse au stress ont été rapportées pour de petits sous-ensembles de snoRNA. La spécificité de ces nouvelles fonctionnalités dépend typiquement d’interactions entre le snoRNA et la cible mais peu d’informations sur la contribution des composantes protéiques ont été obtenues jusqu’à maintenant. Les partenaires protéiques canoniques des snoRNA, responsables de la biogenèse et de la fonction basale du snoRNA, ont été bien caractérisés mais on en sait peu sur les protéines auxiliaires, chaperones, coopératives et autres interacteurs fonctionnels. Des preuves émergentes provenant d’ensembles de données de snoRNA à grande échelle indiquent qu’ils peuvent interagir avec des sous-ensembles distincts de protéines non-canoniques élargissant le spectre fonctionnel des snoRNA. Pour comprendre les bases de la spécialisation fonctionnelle des snoRNA et découvrir le spectre complet de leurs fonctions cellulaires, nous proposons d’analyser, de classifier et d’annoter fonctionnellement l’interactome des snoRNA en utilisant une approche multidisciplinaire qui combine la bio-informatique, la transcriptomique, la protéomique, la génomique comparative et les approches de biologie moléculaire et cellulaire. Pour ce faire, nous proposons les objectifs suivants :
1- Découverte et classification des sous-réseaux de snoRNA par analyse intégrative de réseau. Nous avons construit un réseau d’interaction snoRNA-protéine basé sur les données à large-échelle de séquençage d’interaction protéine-ARN (CLIP-seq) disponibles du Consortium ENCODE. Nous supplémenterons ce réseau avec diverses caractéristiques des snoRNA et protéines telles leur localisation cellulaire, niveau d’expression, interacteurs et cibles connus, puis nous analyserons le réseau résultant pour découvrir les sous-réseaux représentant de nouveaux types de fonctions des snoRNA. Nous générerons également nous-mêmes des ensembles de données de CLIP-seq pour les interacteurs protéiques les plus prometteurs.
2- Caractérisation protéomique et validation des complexes protéiques de snoRNA d’intérêt. Pour découvrir de nouveaux interacteurs protéiques encore inconnus, nous utiliserons une approche d’étiquettage de snoRNA d’intérêt qui nous permettra de tirer sur le snoRNA et d’identifier par spectrométrie de masse ses interacteurs.
3- Annotation fonctionnelle et validation des sous-réseaux de snoRNA. Pour comprendre la fonction des complexes snoRNA-protéine décrits dans la littérature et ceux que nous découvrirons par notre approche de biologie des réseaux et d’étiquettage, nous emploierons des approches de séquençage du transcriptome et d’analyse phénotypique suivant des déplétions de snoRNA et/ou de protéines d’intérêt.

Ces analyses détermineront l’étendue des fonctions cellulaires non-canoniques des snoRNA et pourraient révéler l’existence de nouveaux niveaux de régulation dont il sera important de tenir compte pour notre compréhension du fonctionnement de toutes les cellules.