The BLADE team analyzed how the bacterial cell reacts to a translation accident to better understand the biological process of mRNA quality control.
Chez la bactérie Escherichia coli, lorsque l’élongation de la traduction est stoppée prématurément et qu’une partie de la molécule n’est plus couverte par les ribosomes, l’ARNm est déstabilisé de façon homogène bien que les molécules d’ARNm soient hétérogènes et présentent des longueurs différentes. Ce résultat a montré que toutes les molécules non fonctionnelles d’ARNm ne sont pas détruites, révélant le gaspillage d’une partie des ressources intracellulaires et apportant un nouvel éclairage sur le contrôle qualité des ARNm chez les bactéries.
mRNA is a central molecule in gene expression. Produced by gene transcription, it is the molecular template for transforming genetic information into protein through translation. mRNA is a highly unstable molecule, rapidly degraded by a series of RNases present in the cell.
The team has developed a strategy for measuring stability along the entire length of the mRNA molecule. Using a set of specific probes, it is now possible to determine the stability parameters and local concentrations of different portions of a molecule, to determine whether a molecule is homogeneously degraded or whether certain portions are more stable (or less stable) than others.
Cette cartographie a permis de montrer, chez la bactérie Escherichia coli, que lorsque l’élongation de la traduction est stoppée prématurément et qu’une partie de la molécule n’est plus couverte par les ribosomes, l’ARNm est déstabilisé de façon homogène. Cette déstabilisation est principalement due à une enzyme (RNase E) et à sa capacité à former un complexe avec d’autres protéines (dégradosome). En revanche, nous avons découvert une hétérogénéité au niveau des molécules d’ARNm qui peuvent présenter des longueurs différentes dans la cellule. Ce résultat a révélé que toutes les molécules non fonctionnelles ne sont pas détruites, apportant ainsi un nouvel éclairage sur le contrôle qualité des ARNm chez les bactéries qui n’aboutit pas à la dégradation totale de ces molécules.
The quality control of mRNAs contributes to the proper functioning of the cell by avoiding the expression of unnecessary functions that waste intracellular resources. The TBI team is now focusing its research on characterizing the players involved in mRNA quality control mechanisms, with the aim of gaining a better understanding of this molecular heterogeneity and, ultimately, better controlling it. Controlling mRNA degradation is a lever for optimizing the expression of genes of interest. This research will also have an impact on the construction of high-performance bacterial chassis for biotechnology.
Valorization
Duviau MP, Chen F, Emile A, Cocaign-Bousquet M, Girbal L, Nouaille S. 2023. When translation elongation is impaired, the mRNA is uniformly destabilized by the RNA degradosome, while the concentration of mRNA is altered along the molecule. Nucleic Acids Res. 2023 Feb 25. DOI: 10.1093/nar/gkad104.
Contact TBI
Muriel Cocaign-Bousqeut et Sébastien Nouaille cocaign@insa-toulouse.fr et sebastien.nouaille@insa-toulouse.fr
