JOBIM 2009
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Jean-Pierre Rousset
Le recodage : Qu’est-ce que c’est ? A quoi ça sert ? Comment ça marche ? Et la bioinformatique dans tout ça ?
Résumé :
Identifiés initialement chez les virus à ARN et les transposons, les événements de décodage non conventionnel de l’information génétique (ou « recodage ») ont depuis été observés chez une grande variété d’organismes. Ils consistent en une modification locale des règles standards de décodage par un ensemble de signaux, séquences et structures, sur l’ARN messager, capables de perturber les acteurs normaux de la synthèse protéique. Ainsi, la machinerie de traduction (ribosome, ARN de transferts, facteurs variés) va parfois incorporer un acide aminé à l’endroit d’un codon de terminaison, ou changer de cadre de lecture en permettant, dans la plupart des cas, d’éviter un codon de terminaison. Ces événements ont une efficacité de l’ordre de 2 à 50% et entraînent donc la synthèse de deux polypeptides à partir d’un même ARNm, l’un portant un domaine fonctionnel supplémentaire par rapport à celui prédit en utilisant le code génétique « universel ».
Le recodage est utilisé par les cellules et de nombreux virus pour contrôler, quantitativement ou qualitativement, l’expression de certains gènes. A titre d’exemple, la télomérase de plusieurs levures, l’ADN polymérase de nombreuses bactéries et la transcriptase inverse d’une multitude de virus, dont le VIH, nécessitent un événement de recodage pour être exprimés. Récemment, notre équipe a montré qu’un gène contrôlé par un événement de décalage de cadre de lecture en +1 est la première cible identifiée d’un prion de la levure Saccharomyces cerevisiae.
L’étude de ces événements est intéressante à deux titres. D’une part, elle constitue une approche originale pour comprendre les mécanismes de la traduction, un peu sur le même principe que le mutant renseigne sur le fonctionnement normal de la cellule. Le recodage permet ainsi d’identifier les éléments de la machinerie traductionnelle qui sont impliqués dans la reconnaissance d’un codon de terminaison ou le maintien du cadre de lecture. D’autre part, l’étude de l’interaction des signaux mis en jeu, séquences et structures, avec la machinerie de traduction permet de caractériser de nouveaux éléments fonctionnels dont le rôle n’était pas soupçonné.
Finalement, les événements de recodage posent deux types de défis aux bioinformaticiens : i) comment identifier des objets biologiquement pertinents à partir d’une connaissance parfois très imparfaite des signaux qui les caractérisent ; ii) comment reconnaître les structures de l’ARNm impliquées dans le recodage. L’accumulation des séquences de génomes complets permet de penser que la génomique comparative aidera, dans un avenir proche, à résoudre le premier problème. C’est plus probablement par des approches d’informatique « dure » que l’on peut espérer que viendront les prochaines avancées pour le deuxième aspect qui nécessite de comparer ou d’analyser la conservation de structures.
Jean-Pierre Rousset
Institut de Génétique et Microbiologie
Bâtiment 400
Université Paris-Sud
91405 Orsay cedex
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