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Corps nucléaires
2. Corps liés à la régulation transcriptionnelle
2.1 Corps impliqués dans la maturation co-transcriptionnelle des pré-ARNm
2.1.2. Cleavage body, SAM68 body et domaine OPT

Sommaire
définition

Les cleavage bodies, Sam68 bodies et domaines OPT sont des compartiments nucléaires spécialisés impliqués dans la maturation co-transcriptionnelle des ARN et la régulation post-transcriptionnelle de l’expression génique.

Cleavage body

Les cleavage bodies, structures nucléaires sphériques de 0,2 à 1,0 μm de diamètre, au nombre de 1 à 4 par noyau (Dynamic Nature of Cleavage Bodies and Their Spatial Relationship to DDX1 Bodies, Cajal Bodies, and Gems 2006).

DDX1 dans les cleavage body
DDX1 dans les cleavage body
(Figure : vetopsy.fr d'après Bléoo et col)

1. Les cleavage bodies sont enrichis en facteurs impliqués dans la maturation de l’extrémité 3′ des pré-ARNm, notamment les composants du complexe CPA (Cleavage and Polyadenylation), qui regroupe (Modulation of diverse biological processes by CPSF, the master regulator of mRNA 3′ ends 2024) :

  • CPSF (Cleavage and Polyadenylation Specificity Factor) qui reconnaît le signal de polyadénylation AAUAAA du pré-ARNm.
  • CstF (Cleavage Stimulation Factor) qui se fixe sur la séquence riche en GU en aval du site de clivage et stabilise le complexe de clivage.

La protéine DDX1, une ARN hélicase de la famille DEAD box, est également présente dans les cleavage bodies et participe à l’organisation et au remodelage des complexes ribonucléoprotéiques associés au complexe CPA, sans constituer elle-même un composant structural central de ce complexe (Association of Human DEAD Box Protein DDX1 with a Cleavage Stimulation Factor Involved in 3′-End Processing of Pre-mRNA 2001).

Machinerie CPA associée au cleavage body
Machinerie CPA associée au cleavage body
(Figure : vetopsy.fr d'après Liu et Manley)

2. Les cleavage bodies participent au clivage du pré-ARNm et à l’ajout de la queue poly(A).

Cette maturation conditionne la stabilité des ARNm, leur export vers le cytoplasme et leur traduction.

3. La présence de pré-ARNm en cours de maturation dans ces compartiments et leur localisation à proximité d’autres corps nucléaires, notamment les corps de Cajal et les PML bodies, indiquent qu’ils contribuent à l’organisation spatiale des étapes post-transcriptionnelles au sein du noyau et que leur abondance varie en fonction de l’activité transcriptionnelle.

Sam68 body

Les Sam68 bodies sont des compartiments nucléaires sphériques peu nombreux, généralement au nombre de 2 à 5 par noyau, impliqués dans la régulation ARN-dépendante de l’épissage alternatif des pré-ARNm. (Orphan Nuclear Bodies 2010 et The Sam68 nuclear body is composed of two RNase-sensitive substructures joined by the adaptor HNRNPL 2016).

Organisation structurale et composition moléculaire

Les Sam68 bodies sont enrichis en protéines de liaison à l’ARN appartenant à la famille STAR (Signal Transduction and Activation of RNA), principalement la protéine Sam68, également appelée KHDRBS1 (KH Domain Containing, RNA Binding, Signal Transduction Associated 1), ainsi que des protéines apparentées telles que Sam68-like.

Sam68 (Src-Associated substrate in Mitosis of 68 kDa, appelée maintenant KHDRBS1 (KH Domain containing, RNA Binding, Signal transduction associated 1) possède une organisation modulaire caractéristique des protéines de la famille STAR (Sam68: A New STAR in the Male Fertility Firmament 2010).

Sam68 (KHDRBS1) et domaines KH
Sam68 (KHDRBS1) et domaines KH
(Figure : vetopsy.fr d'après Hollingworth et col)

1. Le domaine STAR (Signal Transduction and Activation of RNA), d'environ 200 résidus, constitue l’élément structural et fonctionnel principal qui permet à Sam68 de former des complexes ribonucléoprotéiques et de participer à la régulation post-transcriptionnelle des ARN (Sam68, the KH domain-containing superSTAR 2003).

2. Les régions N- et C-terminales situées en dehors du domaine STAR contiennent plusieurs motifs d’interaction protéine-protéine, notamment :

Remarque : les modifications post-traductionnelles sont traitées dans Role of Sam68 in different types of cancer (Review) 2024.

3. Sam68 possède également un signal de localisation nucléaire (NLS), assurant son accumulation dans le noyau.

4. Les Sam68 bodies contiennent également la protéine HNRNPL, une protéine de liaison à l’ARN à 3 domaines RRM, qui participe à l’organisation structurale de ces compartiments en interagissant avec Sam68 (The Sam68 nuclear body is composed of two RNase-sensitive substructures joined by the adaptor HNRNPL 2016).

Fonction des Sam68 bodies

Les Sam68 bodies participent à la régulation de l’épissage alternatif de certains pré-ARNm en regroupant la protéine Sam68 et des partenaires ribonucléoprotéiques qui modulent l’assemblage des complexes d’épissage sur les transcrits.

1. Sam68 agit comme une protéine régulatrice de l’épissage en se liant à des pré-ARNm spécifiques et en modulant la sélection des sites d’épissage, contribuant ainsi à la production d’isoformes protéiques distinctes selon le contexte cellulaire.

Ces compartiments participent également à la coordination entre signalisation cellulaire et métabolisme des ARN, Sam68 pouvant recruter ou organiser des complexes ribonucléoprotéiques en réponse à des signaux tels que le stress cellulaire, la prolifération ou la différenciation (Sam68 Guest STARs in TNF-α Signaling 2011).

2. La dynamique des Sam68 bodies varie selon l’état physiologique de la cellule, leur formation étant favorisée dans des conditions de stress génotoxique, i.e. ensemble de contraintes cellulaires qui endommagent l’ADN, ou dans les cellules tumorales, où ils sont associés à des régions de chromatine transcriptionnellement actives (Role of Sam68 in different types of cancer (Review) 2024 et Genotoxic stress causes the accumulation of the splicing regulator Sam68 in nuclear foci of transcriptionally active chromatin 2010).

Les Sam68 bodies disparaissent lors de la mitose et se reforment dans les noyaux des cellules filles, reflétant leur dépendance à l’activité transcriptionnelle et à l’organisation fonctionnelle du noyau (Sam68 is a druggable vulnerability point in cancer stem cells 2023).

Aperçu des fonctions
spécifiques à la localisation
de Sam68 et agressivité
 tumorale
Aperçu des fonctions spécifiques à la localisation de Sam68 et agressivité tumorale
(Figure : vetopsy.fr d'après Mendes da Silva et col)

Domaines OPT

1. Les domaines OPT sont des compartiments nucléaires sphériques de 1,0–1,5 μm de diamètre, peu nombreux, généralement présents au nombre de 1 à 3 par noyau, impliqués dans la réponse au stress de réplication et la surveillance de l’intégrité génomique.

Domaines OPT et 53BP1
Domaines OPT et 53BP1
(Figure : vetopsy.fr d'après Harrigan)

a. Ils contiennent :

b. Ils correspondent aux structures également appelées 53BP1 nuclear bodies, car ils sont enrichis :

2. Ces domaines se forment principalement en phase G1 autour de régions chromatiniennes ayant subi un stress de réplication lors de la phase S précédente.

Ils participent à la stabilisation et à la surveillance de ces régions jusqu’à leur réparation (Replication stress induces 53BP1-containing OPT domains in G1 cells 2011).

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