Définition du mécanisme de localisation des ARNm cen et ik2 aux centrosomes chez la Drosophile

L’organisation cellulaire repose sur une distribution organisée des macromolécules dans la cellule. Deux ARNm, cen et ik2, montrent une colocalisation parfaite aux centrosomes. Ces deux gènes font partie du même locus sur le chromosome 2L de Drosophila melanogaster et leur région 3’ non traduite (3’UTR) se chevauchent. Dans le mutant Cen, le transport de Ik2 est perturbé, mais dans le mutant Ik2, la localisation de cen n’est aucunement affectée. Ces résultats suggèrent que cen est le régulateur principal de la co-localisation de cen et ik2 aux centrosomes et que cette co-localisation se produit par un mécanisme impliquant la région complémentaire au niveau du 3’UTR des deux transcrits. La localisation de cen au niveau des centrosomes dans les cellules épithéliales de l’embryon est conservée dans différentes espèces de Drosophile : D. melanogater, D. simulans, D. virilis et D. mojavensis. Cependant, la localisation de ik2 n’est pas conservée dans D. virilis et D. mojavensis, deux espèces dont les gènes cen et ik2 sont dissociés dans le génome. Ces résultats suggèrent que la proximité de Cen et Ik2 dans le génome est importante afin d’avoir un événement de co-localisation de ces deux transcrits. J’ai généré différentes lignées de mouches transgéniques dans lesquelles un transgène contenant la séquence GFP fusionnée à différentes partie de Cen (partie codante, 3’UTR, Cod+3’UTR) qui sont sous le contrôle du promoteur UAS et qui sont gal4 inductibles. La région codante de l’ARNm cen était suffisante pour avoir un ciblage précis du transcrit aux centrosomes.
Messenger RNA (mRNA) localization plays a key role in establishing cellular architecture and function. The centrocortin (cen) and IkB Kinase-like 2 (ik2) mRNAs are co-localized to centrosomes in embryonic epithelial cells. Interestingly, both of these genes are organized in a head-to-head configuration in the genome, with their 3’ untranslated regions (3’UTRs) overlapping on opposite DNA strands. Here we show that gene positioning of cen and ik2 is important for the co-localization of these transcripts during Drosophila embryogenesis. The localization of cen is conserved within the Drosophila phylogeny and ik2 cannot localize when it is separated from the cen locus. Also, loss of function mutants of cen show a complete loss of ik2 localization, proposing that cen is the main driver of the co-localization. Structure-function analysis revealed that the coding region of cen is necessary for its centrosomal targeting, suggesting that a cis-regulatory motif that drives its localization is located in the coding region. This study reveals for the first time the importance of gene positioning for RNA localization. We suggest a model where cen mRNA is the main driver of centrosomal localization, which may occur through post-transcriptional interaction/annealing of these mRNAs via their 3’UTRs.