An Extended Network of Genomic Maintenance in the Archaeon Pyrococcus abyssi Highlights Unexpected Associations between Eucaryotic Homologs - Inria - Institut national de recherche en sciences et technologies du numérique Access content directly
Journal Articles PLoS ONE Year : 2013

An Extended Network of Genomic Maintenance in the Archaeon Pyrococcus abyssi Highlights Unexpected Associations between Eucaryotic Homologs

Abstract

In Archaea, the proteins involved in the genetic information processing pathways, including DNA replication, transcription, and translation, share strong similarities with those of eukaryotes. Characterizations of components of the eukaryotic-type replication machinery complex provided many interesting insights into DNA replication in both domains. In contrast, DNA repair processes of hyperthermophilic archaea are less well understood and very little is known about the intertwining between DNA synthesis, repair and recombination pathways. The development of genetic system in hyperthermophilic archaea is still at a modest stage hampering the use of complementary approaches of reverse genetics and biochemistry to elucidate the function of new candidate DNA repair gene. To gain insights into genomic maintenance processes in hyperthermophilic archaea, a protein-interaction network centred on informational processes of Pyrococcus abyssi was generated by affinity purification coupled with mass spectrometry. The network consists of 132 interactions linking 87 proteins. These interactions give insights into the connections of DNA replication with recombination and repair, leading to the discovery of new archaeal components and of associations between eucaryotic homologs. Although this approach did not allow us to clearly delineate new DNA pathways, it provided numerous clues towards the function of new molecular complexes with the potential to better understand genomic maintenance processes in hyperthermophilic archaea. Among others, we found new potential partners of the replication clamp and demonstrated that the single strand DNA binding protein, Replication Protein A, enhances the transcription rate, in vitro, of RNA polymerase. This interaction map provides a valuable tool to explore new aspects of genome integrity in Archaea and also potentially in Eucaryotes.
Chez les Archées, les protéines impliquées dans les voies de traitement de l'information génétique, incluant la réplication, la transcription et la traduction, partagent de nombreuses similarités avec celles des eucaryotes. La caractérisation des composants du complexe de la machinerie de réplication de type eucaryote a fourni de nombreuses connaissances intéressantes sur la réplication de l'ADN dans les deux domaines. En revanche, les processus de réparation de l'ADN des archées hypertermophiles sont moins bien compris et on connait très peu de choses sur l'imbrication entre les voies de synthèse, de réparation et de recombinaison. Le développement d'un système génétique pour les archées hypertermophiles est encore peu avancé, ce qui rend difficile l'utilisation d'approches complémentaires de génétique inverse et de biochimie pour élucider la fonction de nouveaux gènes candidats de réparation de l'ADN. Afin d'acquérir de nouvelles connaissances sur les processus de maintenance génomique dans les archées hypertermophiles, nous avons construit un réseau d'interactions protéiques centré sur les procédés de traitement de l'information chez Pyrococcus abyssi à partir d'expérimentations de purification par affinité et spectrométrie de masse. Le réseau comprend 132 interactions reliant 87 protéines. Ces interactions apportent des informations sur les connections entre la réplication de l'ADN et la recombinaison et la réparation, conduisant à la découverte de nouveaux composants chez les Archées et à leur association avec des homologues eukaryotiques. Bien que cette approche ne nous ait pas permis de clairement établir de nouvelles voies sur l'ADN, elle a fourni de nombreux indices précieux sur la fonction de nouveaux complexes moléculaires et la possibilité de mieux comprendre les processus de maintenance dans les archées hypertermophiles. Entre autres, nous avons mis en évidence de nouveaux partenaires potentiels de l'anneau de réplication et démontré que la protéine de liaison à l'ADN simple brin, la "Replication Protein A", augmente le taux de transcription, in vitro, de l'ARN polymérase. Cette carte d'interaction offre un outil précieux pour explorer de nouvelles facettes de l'intégrité génomique chez les Archées ainsi que potentiellement chez les Eukaryotes.

Dates and versions

hal-00911795 , version 1 (29-11-2013)

Identifiers

Cite

Pierre-François Pluchon, Thomas Fouqueau, Christophe Crezé, Sébastien Laurent, Julien Briffotaux, et al.. An Extended Network of Genomic Maintenance in the Archaeon Pyrococcus abyssi Highlights Unexpected Associations between Eucaryotic Homologs. PLoS ONE, 2013, 8 (11), pp.1-15. ⟨10.1371/journal.pone.0079707⟩. ⟨hal-00911795⟩
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