Deciphering the biogenesis of the Signal Recognition Particle (SRP), and its connection with ribosome biogenesis and nucleolar structure
Décrypter le mécanisme de biogenèse de la Particule de Reconnaissance du Signal (SRP) et ses liens avec la biogenèse du ribosome et la structure du nucléole
Résumé
The Signal Recognition Particle (SRP) is a non-coding ribonucleoprotein complex essential for the co-translational targeting of most membrane and secretory proteins to the endoplasmic reticulum. Despite the fundamental role played by SRP in cells, its mechanism of biogenesis is still poorly understood, and only very few SRP assembly factors have been identified so far. An important feature of SRP biogenesis is that it partly occurs in the nucleolus, where the initial steps of ribosome synthesis also take place. To study the biogenesis of the SRP, we have produced stable human cell lines expressing GFP-tagged SRP proteins, and used them in cell localization studies, immunoprecipitation and glycerol gradient sedimentation analyses, and quantitative proteomics studies to identify partners associated with GFP-SRP proteins. Our data revealed novel aspects of SRP biogenesis: 1) an additional step of SRP assembly, previously undocumented, may take place in Cajal bodies; 2) GFP-SRP proteins associate with numerous nucleolar proteins, known to be specifically involved in ribosome biogenesis and/or nucleolar structure; and 3) disrupting the nucleolus led to a complete redistribution of SRP proteins in the nucleus. Globally, our data suggest that the biogenesis of SRP and ribosomes may be coordinated in the nucleolus, perhaps through the involvement of common assembly factors. Our results also highlight the importance of a structurally and functionally intact nucleolus for efficient SRP biogenesis.
La particule de reconnaissance du signal (SRP) est un complexe ribonucléoprotéique non codant, essentiel pour le ciblage co-traductionnel vers le réticulum endoplasmique de la plupart des protéines membranaires et sécrétées. Malgré le rôle fondamental joué par la SRP dans les cellules, son mécanisme de biogenèse est encore mal compris et peu des facteurs d'assemblage ont été identifiés à ce jour. Une caractéristique importante de la biogenèse des SRP est qu'elle se déroule en partie dans le nucléole, où les premières étapes de la synthèse des ribosomes ont également lieu. Afin d’étudier la biogenèse de la SRP, nous avons construit des lignées cellulaires humaines stables exprimant des protéines SRP portant une étiquette GFP, et nous les avons utilisées dans des études de localisation cellulaire, des expériences d’immunoprécipitation et de sédimentation sur gradient de glycérol, et des études de protéomique quantitative pour identifier les partenaires associés aux protéines GFP-SRP. Nos études ont mis en évidence de nouveaux aspects de la biogenèse de la SRP : 1) une étape supplémentaire d’assemblage de la SRP, non documentée auparavant, pourrait se dérouler dans les corps de Cajal ; 2) les protéines GFP-SRP s’associent à de nombreuses protéines nucléolaires, connues pour être spécifiquement impliquées dans la biogenèse des ribosomes et/ou dans la structure nucléolaire ; et 3) la déstructuration du nucléole entraîne une complète redistribution des protéines SRP dans le noyau. Globalement, nos données suggèrent que la biogenèse des SRP et des ribosomes pourraient être coordonnées dans le nucléole par l'implication de facteurs d'assemblage communs. Nos résultats soulignent également l'importance d'un nucléole structurellement et fonctionnellement intact pour une biogenèse efficace de la SRP.