Spt6p et Tom1p : Régulateurs Clés de l'Expression Génétique

Spt6p est un acteur clé dans le processus d'expression des gènes, surtout pendant l'étape d'allongement de l'activité de l'ARN polymérase II (RNAPII). Cette protéine interagit avec plusieurs autres protéines importantes et a différentes parties qui lui permettent d'accomplir diverses fonctions. Tom1p est une autre protéine importante qui travaille avec Spt6p et est impliquée dans plusieurs processus cellulaires, comme la régulation de la Transcription et la gestion des protéines dans la cellule.

#Spt6p et sa Structure

Spt6p a plusieurs régions qui effectuent différentes tâches. Une partie de Spt6p, le domaine N-terminal, est flexible et peut se lier aux Histones et aux Nucléosomes, qui sont des composants essentiels de la chromatine, la structure qui emballe l'ADN dans les cellules. Il interagit aussi avec Spn1p, un facteur de transcription qui joue un rôle central dans le processus de transcription.

La partie centrale de Spt6p est importante pour réguler la transcription et interagit avec d'autres protéines qui font partie du complexe d'allongement. La partie C-terminale de Spt6p a un domaine appelé tSH2, qui aide à coordonner diverses activités liées à la transcription en se liant à la sous-unité Rpb1p de RNAPII. Cette interaction est cruciale pendant la transition de la préparation à la transcription au véritable allongement de la molécule d'ARN.

#Tom1p: Le Partenaire de Liaison de Spt6p

Tom1p est une autre protéine qui joue un rôle significatif dans la cellule. C'est une grosse protéine qui fait partie d'une famille de ligases ubiquitines E3, qui sont des protéines qui aident à marquer d'autres protéines pour dégradation. Tom1p a un grand domaine N-terminal et un plus petit domaine HECT C-terminal qui a l'activité nécessaire pour ajouter de l'ubiquitine à d'autres protéines.

Tom1p est impliqué dans plusieurs processus au sein des cellules de levure, comme le maintien de l'organisation du noyau, la régulation du cycle cellulaire, et l'assistance à l'assemblage des ribosomes. Il aide aussi à la dégradation des protéines inutiles ou endommagées, ce qui est essentiel pour maintenir un bon fonctionnement cellulaire.

#Interaction Entre Spt6p et Tom1p

Des études récentes ont révélé que Spt6p peut se lier directement à Tom1p, et cette interaction dépend de la phosphorylation, un processus où un groupe phosphate est ajouté à une protéine pour changer sa fonction. La zone spécifique où Tom1p se lie à Spt6p fait partie du domaine acide de Tom1p, qui est aussi impliqué dans la liaison aux histones et aux nucléosomes.

La liaison de Tom1p à Spt6p suggère que Tom1p pourrait aider à réguler l'activité de Spt6p, améliorant sa capacité à gérer la transcription et la structure de la chromatine.

#Identification des Partenaires de Liaison

Dans un cadre de laboratoire, les chercheurs ont exprimé Spt6p avec une étiquette qui facilitait son identification lorsqu'il se liait à d'autres protéines. Ils ont découvert que plusieurs protéines étaient associées à Spt6p, et l'analyse par spectrométrie de masse a révélé que Tom1p était parmi elles. Cela a été confirmé en remplaçant le gène de Tom1p par une version qui incluait une étiquette pour une identification facile, montrant qu'il se liait toujours à Spt6p.

Lorsque Tom1p a été traité avec une phosphatase, sa capacité à se lier à Spt6p a été significativement réduite. Cela a indiqué que l'interaction entre Tom1p et Spt6p dépend en effet de l'état de phosphorylation de Tom1p.

#Le Domaine Acide de Tom1p

Les chercheurs ont découvert que la région de Tom1p qui interagit avec Spt6p correspond à une section connue sous le nom de domaine acide. Ils ont mené d'autres expériences où ils ont supprimé ce domaine acide de Tom1p et ont constaté qu'il ne pouvait plus se lier à Spt6p. Cela a rendu clair que le domaine acide est crucial pour la liaison à Spt6p.

Différentes parties du domaine acide ont aussi été examinées, et il a été révélé qu'elles ont des rôles séparés dans les différentes fonctions de Tom1p. Supprimer juste le domaine acide ou certaines portions a conduit à des défauts dans les cellules de levure, ce qui suggère que cette région est vitale pour les fonctions de Tom1p.

#Interactions des Histones et Nucléosomes avec Tom1p

Tom1p est connu pour interagir avec les histones et les nucléosomes, qui sont critiques pour l'emballage de l'ADN dans la cellule. En utilisant des essais spécialisés, il a été montré que Tom1p pouvait se lier aux histones et aussi aux nucléosomes assemblés. Cette liaison dépendait du domaine acide, confirmant son rôle dans la reconnaissance et l'interaction avec ces complexes protéiques importants.

#Le Rôle de Tom1p dans la Régulation de la Transcription

L'interaction de Tom1p avec Spt6p et les histones souligne son rôle significatif dans la gestion de la transcription. Tom1p aide à maintenir la bonne structure de la chromatine pendant la transcription. Lorsque les chercheurs ont examiné les niveaux d'expression des gènes dans les cellules de levure dépourvues de Tom1p, ils ont constaté une diminution des niveaux de transcrits pour les protéines ribosomiques, ce qui suggère que Tom1p est essentiel pour le bon turn-over de ces protéines.

#Études Génomiques Soutenant les Rôles de Tom1p

En plus de son rôle dans la gestion des histones, des études génomiques ont indiqué que Tom1p est associé à des zones du génome qui sont activement transcrites. L'occupation de Tom1p a été principalement trouvée dans les corps des gènes, surtout pour ceux ayant des niveaux de transcrits élevés, tandis qu'elle était moins associée aux promoteurs de ces gènes. Ce modèle suggère que Tom1p pourrait jouer un rôle dans la stabilisation de la structure chromatine nécessaire pendant la transcription.

#Structures Cryo-EM Révélant la Conformation de Tom1p

La cryo-microscopie électronique (cryo-EM) a été utilisée pour visualiser la structure de Tom1p. L'analyse a révélé que Tom1p forme une structure en anneau fermé composée de motifs hélicoïdaux répétés. Cette structure est cruciale pour sa fonction car elle fournit un cadre pour interagir avec d'autres protéines et substrats.

Différentes conformations de Tom1p ont été observées, y compris des formes intermédiaires et ouvertes, ce qui suggère que Tom1p peut changer de forme. Ces changements conformations pourraient être importants pour son activité et comment il interagit avec différents substrats.

#Comment la Fonction de Tom1p est Régulée

Le domaine HECT de Tom1p est là où se produit l'ubiquitination des substrats. On pense que la conformation de Tom1p peut influencer l'efficacité avec laquelle il peut remplir son rôle de ligase ubiquitine. Même si le mécanisme exact n'est pas entièrement compris, il est clair que la structure de Tom1p est essentielle pour sa fonction.

La conformation fermée de Tom1p lui permet de maintenir les substrats en place pour modification, tandis que les conformations ouvertes pourraient lui permettre de libérer ou d'interagir avec différents substrats. Cette flexibilité est probablement essentielle pour ses divers rôles à l'intérieur de la cellule.

#Conclusion

Ce travail révèle les rôles multifacettes de Tom1p et Spt6p dans la régulation de la transcription et le maintien de l'organisation cellulaire. Leurs interactions mettent en lumière l'importance de la phosphorylation et des changements structurels dans la détermination de la manière dont ces protéines accomplissent leurs fonctions. Tom1p aide non seulement dans le processus d'ubiquitination, mais joue aussi un rôle dans la gestion de la structure de la chromatine pendant la transcription, garantissant que l'expression des gènes se déroule efficacement. Les études futures continueront à explorer les détails complexes de la façon dont ces protéines travaillent ensemble et leurs implications pour la santé cellulaire.