Janvier 2019 : quand Transcription rencontre Réplication

Comment les cellules font-elles face à leurs propres contradictions? Pour assurer l'expression, le maintien et la propagation de son génome, la cellule doit mettre en place des activités enzymatiques potentiellement conflictuelles, la transcription et la réplication. Dans un article récemment publié dans la revue eLife, les chercheurs de l’équipe Libri montrent, chez la levure S. cerevisiae, que les facteurs de réplication se liant à l'ADN pour définir les endroits d'où la réplication est initiée, "protègent" également ces sites de la transcription avoisinante, qu'ils terminent. Et que les niveaux faibles de transcription qui néanmoins envahissent ces sites, influencent l'activité de réplication.

Légende : Les origines de replication sont “protégées »  des ARN polymerases (blue), dont la progression est terminée par un mechanisme de « road-block ». Les faibles niveaux de transcription qui envahit les origines influencent leur fonction en termes d’efficacité et de « timing » d’activation.

Opposer les machineries de transcription et de réplication de l'ADN représente un risque. Une ARN polymérase transcrivant un génome en cours de réplication peut en effet rentrer en collision avec un réplisome. Par ailleurs, le déplacement d'une ARN polymérase peut aussi interférer avec la liaison à l'ADN de facteurs nécessaires à la réplication. Collisions et interférences conduisent à des défauts de réplication rédibitoires pour la cellule. Parce qu'éteindre la transcription, même de façon transitoire, serait beaucoup trop incapacitant pour leur croissance, on considère que les cellules ont conservé au cours de leur évolution des mécanismes permettant soit de résoudre, soit de prévenir, soit de bénéficier de ces conflits qu'elles n'évitent pas.

La réplication est initiée dans des zones spécialisées du génome, les "origines de réplication", trouvées dans leur grande majorité en dehors des gènes. La transcription devrait donc en être exclue. Or on sait qu'une partie conséquente des ARN polymérases en cours de transcription ne se limite pas au glossaire des gènes annotés et "envahit" les régions qu'on attendait non-transcrites. Certaines protéines liant l'ADN peuvent limiter cette invasion en bloquant physiquement la progression de l'ARN polymérase. L'article publié par Candelli et al., qui s'intéresse à l'impact de cette transcription envahissante sur la fonction des origines de réplication, montre que les facteurs de réplication bloquent les ARN polymérases aux origines et, de fait, les "protègent". Ce blocus ne semble pour autant pas être infaillible, et les ARN polymérases qui réussissent à passer participent donc à définir quand et avec quelle efficacité les origines répliquent.

Candelli et al. suggèrent donc qu'au niveau moléculaire, étaler sa serviette sur le sable devrait empêcher les autres vacanciers de venir s'assoir juste à côté de vous. Pour autant, ceci n'empêchera pas leurs enfants d'envahir cet espace, et d'amoindrir la qualité de votre bain de soleil.

En savoir plus : Quand Transcription rencontre Réplication
Candelli, T., Gros, J. and Libri, D. Pervasive transcription fine-tunes replication origin activity. eLife. 2018 Dec 17;7.
Contact. Julien Gros julien.gros(at)ijm.fr and Domenico Libri domenico.libri(at)ijm.fr

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