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profil-zyak-2012 - Christiane Branlant

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Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8
THESE présentée pour obtenir le grade de Docteur de l'Université de Strasbourg Discipline: Science du Vivant Spécialité: Aspects Moléculaire et Cellulaire de la Biologie Par Akiko TAKEUCHI RNA-protein interaction in the selenoprotein synthesis machinery Soutenue publiquement le 1 juillet 2009 Membres du jury Rapporteur externe: Mme Christiane BRANLANT, Directeur de Recherche du CNRS, Nancy Rapporteur externe: M Jean-Pierre ROUSSET, Professeur à l'Université Paris-Sud, Orsay Rapporteur interne: M Mario KELLER, Professeur à l'Université de Strasbourg Examinateur: M Rémy BORDONNE, Directeur de Recherche du CNRS, Montpellier Directeur de thèse: M Alain KROL, Directeur de Recherche du CNRS, Strasbourg Directeur de thèse: Mme Christine ALLMANG-CURA, Chargée de Recherche du CNRS, Strasbourg

also highly

science du vivant spécialité

membres du jury rapporteur

institit de biologie moléculaire des plantes

cellulaire de la biologie

rapporteur interne

Sujets

Rousset

Keller

Université de Strasbourg

Strasbourg

Informations

Publié par	profil-zyak-2012
Publié le	01 juillet 2009
Nombre de lectures	44
Langue	Français
Poids de l'ouvrage	8 Mo

Extrait

THESE

présentée pour obtenir le grade de
Docteur de l’Université de Strasbourg
Discipline: Science du Vivant
Spécialité: Aspects Moléculaire et Cellulaire de la Biologie

Par

Akiko TAKEUCHI

RNA-protein interaction in the selenoprotein synthesis machinery

Soutenue publiquement le 1 juillet 2009

Membres du jury
Rapporteur externe: Mme Christiane BRANLANT, Directeur de Recherche du CNRS, Nancy
Rapporteur externe: M Jean-Pierre ROUSSET, Professeur à l’Université Paris-Sud, Orsay
Rapporteur interne: M Mario KELLER, Professeur à l’Université de Strasbourg
Examinateur: M Rémy BORDONNE, Directeur de Recherche du CNRS, Montpellier
Directeur de thèse: M Alain KROL, Directeur de Recherche du CNRS, Strasbourg
Directeur de thèse: Mme Christine ALLMANG-CURA, Chargée de Recherche du CNRS, Strasbourg

Acknowledgements

I wish to express my appreciation to Dr. Christiane Branlant (ARN, RNP,
Structure-FonctionMaturation Enzymologie Moléculaire et Structurale, Nancy), Pr. Jean-Pierre Rousset (Institut
de Génétique et Microbiologie, Orsay) and Pr. Mario Keller (Institit de Biologie Moléculaire
des Plantes, Strasbourg) for having accepted to evaluate my PhD studies. I am also grateful to
Dr. Rémy Bordonné (Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier, Montpellier) for
having examined my studies.

I would like to express profound gratitude to my advisor, Dr. Alain Krol for having accepted
me as a laboratory member and for his supervision.

I am also highly thankful to Christine Allmang-Cura for her supervision and many advices on
science and the daily life in France.

I would also like to thank everyone in the laboratory for their kindness. I will never forget my
three years in Strasbourg.

Table of contents

TABLE OF CONTENTS .............................................................................................................................................1
TABLE OF FIGURES..................................................................................................................................................3
LIST OF ABBREVIATIONS......................................................................................................................................5
RESUME DE LA THESE EN FRANÇAIS ..............................................................................................................7
PART 1. INTRODUCTION ......................................................................................................................................13
1. SELENIUM AND ITS BIOLOGICAL FUNCTION.........................................................................................................15
1.1. Selenium .......................................................................................................................................................15
1.2. Selenocysteine ..............................................................................................................................................15
1.3. Selenoproteins..............................................................................................................................................16
2. SELENOPROTEIN SYNTHESIS.................................................................................................................................20
2.1. Selenocysteine biosynthesis.........................................................................................................................20
Sec2.1.1. tRNA ................................................................................................................................................................... 20
Sec2.1.2. From serine to phosphoserine (O-phosphoseryl-tRNA kinase / PSTK)......................................................... 22
2.1.3. From phosphoserine to selenocysteine.................................................................................................................. 24
2.1.3.1. Generation of the selenium donor (SPS1/2) ................................................................................................ 24
Sec Sec2.1.3.2. From Sep-tRNA to Sec-tRNA (SecS) .................................................................................................. 24
2.1.4. SECp43 ................................................................................................................................................................... 25
2.2. Sec incorporation.........................................................................................................................................25
2.2.1. Cis-acting factors.................................................................................................................................................... 26
2.2.1.1. SElenoCysteine Incorporation Sequence (SECIS) ...................................................................................... 26
2.2.1.1.a. Location in mRNA ................................................................................................................................ 26
2.2.1.1.b Secondary structure................................................................................................................................ 27
2.2.1.2. SRE................................................................................................................................................................. 31
2.2.2. Trans-acting factors................................................................................................................................................ 32
2.2.2.1. EFSec.............................................................................................................................................................. 32
2.2.2.2. SBP2 ............................................................................................................................................................... 33
2.2.2.2.a Domain structure of SBP2 ..................................................................................................................... 34
2.2.2.2.b. SECIS binding....................................................................................................................................... 35
2.2.2.2.c. EFSec-SBP2 interaction........................................................................................................................ 38
2.2.2.2.d. Ribosomal binding ................................................................................................................................ 38
2.2.2.2.e. Expression and localization .................................................................................................................. 39
2.2.2.3. L30.................................................................................................................................................................. 41
2.2.2.4. Other proteins................................................................................................................................................. 41
2.3. Sec incorporation model..............................................................................................................................42
3. SELENOPROTEIN MRNP ASSEMBLY.....................................................................................................................43
3.1. Nuclear assembly .........................................................................................................................................43
3.2. Assembly of selenoprotein mRNAs - similarities with sn/snoRNP assembly ...........................................44
4. OBJECTIVES AND OUTLINE OF THIS THESIS..........................................................................................................47
PART 2. RESULTS.....................................................................................................................................................49
1. FUNCTIONAL CHARACTERIZATION OF DROSOPHILA MELANOGASTER SBP2 .......................................................51
1.1. Selenoproteome in Drosophila....................................................................................................................51
1.2. Objective.......................................................................................................................................................53
1.3. Summary of Article 1 ...................................................................................................................................56
1.4. Article 1 ........................................................................................................................................................58
1.5. Additional results and discussion ...............................................................................................................75
SBP2 and the selenoprotein synthesis machinery in Drosophila willistoni.................................................................. 75
2. TOWARD CRYSTALLIZATION OF THE SBP2/SECIS COMPLEX............................................................................81
2.1. Objective.....................................................................