Les paraspeckles sont des compartiments nucléaires ARN-dépendants organisés autour du lncRNA NEAT1, impliqués dans la rétention et la régulation post-transcriptionnelle des ARN au sein du noyau.
Les paraspeckles constituent des compartiments nucléaires dynamiques localisés dans le nucléoplasme interchromatinien et présents principalement dans les cellules différenciées ou soumises à des signaux spécifiques.
Les paraspeckles interviennent dans le contrôle qualitatif et quantitatif de certains transcrits nucléaires, notamment par la rétention d’ARN contenant des éléments répétitifs ou des régions éditées, modulant ainsi leur disponibilité pour l’export et la traduction.
Leur formation et leur abondance varient selon le type cellulaire et les conditions physiologiques, traduisant une adaptation fine du métabolisme des ARN aux besoins de la cellule.
1. Les paraspeckles comprennent un ARN long non codant (IncRNA), NEAT1 (Nuclear Enriched Abundant Transcript 1), qui constitue l’élément central indispensable et qui existe sous deux isoformes.
b. NEAT1_1, isoforme courte d’environ 3,7 kb, anciennement Menε, polyadénylée, dont le rôle structural est limité et qui peut exister indépendamment des paraspeckles, , sans être suffisante à elle seule pour initier leur assemblage.
2. Les paraspeckles contiennent également plusieurs protéines de liaison aux ARN appartenant à la famille DBHS (Drosophila Behavior Human Splicing), dont les membres diffèrent par certaines régions fonctionnelles et leurs partenaires moléculaires, tout en conservant une architecture structurale commune leur permettant de former des complexes ribonucléoprotéiques (The DBHS proteins SFPQ, NONO and PSPC1: a multipurpose molecular scaffold 2016).
SFPQ (Splicing Factor Proline and Glutamine-rich, également appelé PSF)
PSPC1 (Paraspeckle Protein Component 1).
Membres de la famille des protéines DBHS
(figure : vetopsy.fr d'après Lee et coll)
b. Sur le plan structural, les protéines DBHS possèdent :
deux domaines de reconnaissance de l’ARN, RRM1 et RRM2 (RNA Recognition Motifs), situés dans leur région N-terminale, qui assurent la liaison directe aux ARN.
un domaine central NOPS (NONO-PSPC1-SFPQ), impliqué dans leur dimérisation,
un domaine C-terminal en hélice α favorisant les interactions protéine-protéine.
c. Ces protéines forment des dimères stables et agissent comme des adaptateurs moléculaires capables de lier simultanément le lncRNA NEAT1 et d’autres protéines nucléaires.
Cette propriété permet la formation d’une matrice ribonucléoprotéique tridimensionnelle qui constitue l’ossature structurale du paraspeckle et assure sa stabilité ainsi que son organisation spatiale dans le nucléoplasme.
Fonctions des paraspeckles
Les paraspeckles contribuent au contrôle post-transcriptionnel de l’expression des gènes en assurant principalement :
Différentes fonctions des protéines DBHS
(Figure : vetopsy.fr d'après Cao et coll)
la rétention nucléaire sélective de certains ARN,
la régulation de la disponibilité fonctionnelle de protéines impliquées dans l’expression génique.
1. Les paraspeckles séquestrent des protéines de liaison aux ARN, notamment SFPQ, NONO et PSPC1, qui se lient au lncRNA NEAT1 et aux ARN cibles, contribuant à leur rétention dans ces compartiments nucléaires
a. Les paraspeckles retiennent dans le noyau certains ARN contenant des régions double brin, souvent générées par des répétitions inversées issues d’éléments SINE (comme les Alu chez l’humain) ou soumises à une édition A-to-I (adénosine-vers-inosine).
b. Cette rétention permet de stocker des ARN prêts à être utilisés dans le noyau et de les libérer rapidement dans le cytoplasme en réponse à des signaux cellulaires, assurant une régulation post-transcriptionnelle rapide de l’expression génique.
Par exemple, l’ARNm du transporteur CAT2, impliqué dans la réponse immunitaire, est retenu dans les paraspeckles par des protéines telles que NONO et SFPQ, ce qui empêche sa traduction (Involvement of paraspeckle components in viral infections 2024).
Lors d’une activation cellulaire, cet ARNm peut être libéré, exporté vers le cytoplasme et traduit, permettant une production rapide de la protéine sans nécessiter une nouvelle transcription (Paraspeckles: nuclear bodies built on long noncoding RNA 2009).
2. L’ensemble de ces mécanismes permet aux paraspeckles d’adapter rapidement l’expression génique en modulant la localisation des ARN et des protéines régulatrices au sein du noyau.
