Révéler les mécanismes moléculaires qui protègent les cellules des menaces issues du réchauffement climatique.

Le principal objective de ce projet est d’étudier l’impact de la chaleur excessive sur la biologie des cellules eucaryotes et leur réponse au stress thermique. L’exposition à des températures externes élevées induit un repliement incorrect des protéines et des dommages à l’ADN. Ces protéines défectueuses  déclenchent un mécanisme de survie connu sous le nom de réponse au choc thermique (HSR, Heat Shock Response). La HSR fait référence à l’induction des protéines chaperonnes, principalement HSP70 (Heat Shock Protein-70), pour replier les protéines dans leur conformation fonctionnelle afin de reprendre leurs fonctions cellulaires. La réparation appropriée de l’ADN endommagé est également nécessaire pour restaurer la stabilité du génome et prévenir les mutations et la mort cellulaire. Néanmoins, les facteurs impliqués dans la récupération de l’intégrité du génome en cas de stress thermique sont inconnus. Nous proposons que le cycle de vie de l’ARNm de HSP70 est fortement régulé pour avoir une double fonction: une fonction d’ARNm codant pour produire HSP70,  et une fonction d’ARN non codant (ARNnc) pour réparer les erreurs de l’ADN. L’ARNnc résulterait du clivage endonucléolytique de l’ARNm de HSP70 par No-Go-Decay (NGD). Cette idée se base sur  l’observation que, lors de la récupération du stress dans la levure Saccharomyces cerevisiae, les facteurs impliqués dans le NGD sont nécessaires pour la désintégration de l’ARNm de HSP70. Alors que les cellules déficientes en NGD accumulent de l’ARNm HSP70 mature dans le cytoplasme, les cellules sauvages ont éliminé les ARNm cytoplasmiques et présentent une accumulation d’ARNm HSP70 dans leur zone périnucléaire. La localisation périnucléaire est similaire à celle des ruptures d’ADN double brin (DSB, pour Double Stranded DNA Breaks). Nous émettons l’hypothèse que l’ARNnc provenant de la dégradation de l’ARNm de HSP70 a pour fonction de préserver la stabilité du génome. Nos objectifs sont les suivants: tout d’abord, étudier le lien entre la traduction de l’ARNm de HSP70, et sa dégradation par NGD pendant la récupération au stress thermique; et deuxièmement, corréler la localisation de l’ARNnc de HSP70 avec les DSB et la survie cellulaire face à de longues expositions au stress thermique. Afin d’attribuer des fonctions particulières à la même molécule au fil du temps et de conclure des relations précurseur-produit, nous avons besoin de déterminer la localisation des molécules uniques d’ARN dans l’espace et le temps. Pour cela, nous avons développé les outils de microscopie nécessaires pour visualiser le métabolisme des molécules uniques d’ARNm HSP70 dans la levure. Nous nous attendons à ce que les découvertes issues de cette recherche établissent une nouvelle fonction de l’ARNm de HSP70, et ouvre de nouvelles perspectives pour traiter les maladies dues au stress thermique qui découle du réchauffement climatique.