Localisation de la protéine SMN

Le gène SMN code une protéine de 294 acides aminés et de poids moléculaire de 38 kDa.

La protéine SMN pleine-longueur est détectée dans les cellules HeLa de manière diffuse dans le cytoplasme et concentrée dans de nouvelles structures nucléaires, les
gems, pour "Gemini of coiled bodies".

La protéine SMN est donc localisée dans le cytoplasme et les gems ; Les gems sont souvent proches ou adjacents aux coiled bodies et de taille similaire (Liu, 1996). La co-localisation de ces deux structures indiquerait un lien fonctionnel probable. Les coiled bodies ( ou corps de Cajal) sont des structures sub-nucléaires de 0,1 à 1 μm de diamètre, décrites initialement en 1903 (Ramon y Cajal, 1903). La fonction exacte des coiled bodies n'est pas connue mais leur composition indique qu'ils auraient un rôle dans le métabolisme des snRNPs (small nuclear ribonucleoproteins) de l'épissage. Les coiled bodies sont un site nucléaire où SMN et les snRNPs sont co-localisés. Ils représentent un lieu d'assemblage où les snRNPs s'accumulent transitoirement jusqu'à un stade de maturation non connu, mais nécessitant le complexe SMN-Gemin2. La protéine SMN peut donc être présente soit dans les gems dépourvus de snRNPs qui représenteraient une structure de stockage, soit dans les coiled bodies où elle est associée aux snRNP.

Rôle de SMN dans la biogenèse des snRNPs

La protéine SMN a tout d’abord été identifiée par la recherche en double hybride de protéines interagissant avec le hnRNPU (Liu, 1996). HnRNPU (heterogeneous
nuclear ribonucleoprotein U) est une protéine nucléaire jouant un rôle important dans le traitement et le transport des ARN messagers, ce qui suggère que la fonction de la protéine SMN puisse être liée au métabolisme des ARN. Un second composant des gems a été identifié par la technique du double hybride utilisant la protéine SMN comme appât : il s'agit de la protéine Gemin2 qui interagit et est co-localisée avec la protéine SMN dans le cytoplasme et dans les gems.

Le complexe protéique contenant les protéines SMN et Gemin2 a également été localisé dans les coiled bodies dans des cellules HeLa et des cellules
Huh7 (cellules épithéliales de l'hépatome) et des neurones primaires.

De plus, un gène homologue au gène SMN à été identifié : SMN-related protéine. La protéine SMN-rp (ou SPF30) a aussi été identifiée comme constituant du spliceosome. Le gène SMN-rp est localisé en 10q23-24.

Il apparaît donc que SMN a clairement un rôle dans la biogenèse des snRNPs. La biogenèse des snRNPs est composée de plusieurs étapes:

Les snRNA transcrits dans le noyau sont exportés vers le cytoplasme ; dans le cytoplasme les snRNAs s'associent avec les protéines Sm (voir schéma ci-dessous).
(c’est à cette étape qu’interviennent les protéines SMN et Gemin) ; Les snRNAs subissent ensuite une hyperméthylation de leur coiffe 7-méthylguanosine en 2,2,7- triméthylguanosine (m3G) ainsi que le traitement de leur extrémité 3'.

Juste avant ou juste après l’import des snRNAs dans le noyau, des nucléotides internes sont modifiés et plus de trente protéines spécifiques complètent leur biogenèse (Zieve, 1990).

L'analyse du complexe moléculaire de 300 kDa contenant les protéines SMN et Gemin2 montre la présence de protéines Sm des snRNPs. Plus précisément, la protéine SMN interagit in vitro avec les protéines Sm B, D1, D2, D3 et E. Des analyses de liaison montrent que la protéine SMN possède un site de liaison pour les
protéines Sm et un site de liaison pour la protéine Gemin2 (Liu, 1997). Les régions riches en arginine et glycine en C-terminal des protéines SmD1 et D3 sont nécessaires à cette liaison (Friesen, 2000).

L'analyse du complexe SMN- Gemin2 dans des ovocytes de Xénope montrent le rôle essentiel de ces protéines dans la biogenèse des snRNPs. En effet, SMN et SIP1 interagissent avec les snRNA U1 et U5 dans le cytoplasme, avant leur assemblage en snRNPs et leur importation dans le noyau.

LES FONCTIONS DE SMN