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Studies on mitochondrial proteins involved in Podospora anserina mtDNA metabolism

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ADN mitochondrial -- Métabolisme Podospora -- Vieillissement ADN polymérases Thèses et écrits académiques Nucléases Transcriptase inverse Podospora -- Génétique moléculaire

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Etudes de protéines impliquées dans le métabolisme de l'ADN mitochondrial du champignon Podospora anserina

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Etudes de protéines impliquées dans le métabolisme de l'ADN mitochondrial du champignon Podospora anserina

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Senescence,, a progressive degenerative process leading to age-related increase in mortality,is found in most eukaryotes. However, the molecular events underlying aging remain largely unknown. Understanding, how longevoty is regulated is a fundamental problem. In the filamentous fungus Podospora anserina, senescence is systematically associated with mitochondrial DNA instabilities and accumulation of several senescence-specific mitochondrial small circular DNA molecules called senDNA. One of them, the senDNAα, always present in wild type strains, is the first intron of the mitochondrial gene cox1 (intron alpha), a class II intron that presents significant amino acid similarity with retroviral reverse transcriptases. Thus, for Podospora anserina, mt genome stability appears to be an important factor in degenerative processes such as senescence and premature death. Characterization of activities implicated in mt DNA maintenance is therefore essential for a better understanding of these degenerative processes. First of all, we have purified two mitochondrial DNA polymerase activity from P. anserina. In spite of some differences in DNA polymerase biochemical properties the DNA pol activities found in S. cerevisiae or T. brucei mitochondria. Then we begin RT purification in order to study its implication in the mitochondrial genome modifications occuring during senescence or premature death. We also report for the first time in P. anserina mitochondria the purification of a 90 kDa exo-endonuclease, exhibiting a 49 kDa catalytic polypeptide. The enzyme shares many catalytical properties with the same molecular weight structure-specific endonucleases such as mammalian FEN1, yeast RTH1 and the lower molecular weight 38 kDa NUC1 yeast enzyme. Sequencing of peptides obtained from endolysine C digestion of the purified P. anserina protein suggests that this enzyme could belong to the flap structure-specific 5' nuclease family. Podospora anserina est un champignon filamenreux dont la longévité est systématiquement limitée par un processus de sénescence. De nombreux compartiments cellulaires sont impliqués dans ce rocessus. Parmi eux, la mitochondrie, usine énergétique de la cellule, possède son propre génome qui, pendant la sénescence, subit de profonds remaniements (amplification de petites molécules d'ADN circulaires appelées ADNsen, délétions de fragments d'ADN). Les mitochondries sont alors incapables de fonctionner et la cellule, faute d'énergie, meurt. De nombreuses protéines codées dans la mitochondrie et le noyau sont impliquées dans ce phénomène. Le premier intron du gène COX1 impliqué dans ces phénomènes (sous forme d'ADNsen α) contient un cadre ouvert de lecture codant pour une transcriptase inverse. Cette enzyme pourrait intervenir dans la genèse des remaniements du génome mitochondrial occurent lors de la sénescence. Après la purification et la caractérisation partielle des ADN polymérases mitochondriales, nous avons tenté de purifier et de caractériser cette transcriptase inverse, afin d'étudier ultérieurement son rôle dans la genèse des remaniements associés à la sénescence. Certaines mutations entraînent une imortalisation ou une létalité précoce de cet organisme. Le contrôle du noyau sur la stabilité du chromosome mitochondrial et la longévité du champignon se manifeste de manière spectaculaire dans un cas de mort cellulaire appelée mort prématurée. Ce syndrome apparaît suite à l'accumulation de chromosomes mitochondriaux délétés d'environ un tiers de leur taille. Les mécanismes responsables de ces délétions sont encore obscurs. Nous avons mis en évidence une activité nucléase qui pourrait jouer un rôle dans la genèse de ces remaniements. La purification et la caractérisation de cette nuclé́ase suggèrent qu'elle pourrait intervenir dans la réplication, par son activité RNAseH, et/ou dans la réparation ou la recombinaison par ses activités endo ou exonucléases.

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Text

n25:P1001

n26:T1009

rdaw:P10219

2001

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n11:1020