The dual life of disordered lysine-rich domains of snoRNPs in rRNA modification and nucleolar compaction
Résumé
Abstract Intrinsically disordered regions (IDRs) are highly enriched in the nucleolar proteome but their physiological role in ribosome assembly remains poorly understood. Our study reveals the functional plasticity of the extremely abundant lysine-rich IDRs of small nucleolar ribonucleoprotein particles (snoRNPs) from protists to mammalian cells. We show in Saccharomyces cerevisiae that the electrostatic properties of this lysine-rich IDR, the KKE/D domain, promote snoRNP accumulation in the vicinity of nascent rRNAs, facilitating their modification. Under stress conditions reducing the rate of ribosome assembly, they are essential for nucleolar compaction and sequestration of key early-acting ribosome biogenesis factors, including RNA polymerase I, owing to their self-interaction capacity in a latent, non-rRNA-associated state. We propose that such functional plasticity of these lysine-rich IDRs may represent an ancestral eukaryotic regulatory mechanism, explaining how nucleolar morphology is continuously adapted to rRNA production levels.
Les régions intrinsèquement désordonnées (IDR) sont fortement enrichies dans le protéome nucléolaire, mais leur rôle physiologique dans l'assemblage des ribosomes reste mal compris. Notre étude révèle la plasticité fonctionnelle des IDR extrêmement abondantes et riches en lysine des petites particules ribonucléoprotéiques nucléolaires (snoRNP), des protistes aux cellules de mammifères. Nous montrons chez Saccharomyces cerevisiae que les propriétés électrostatiques de cet IDR riche en lysine, le domaine KKE/D, favorisent l'accumulation des snoRNP à proximité des ARNr naissants, facilitant ainsi leur modification. Dans des conditions de stress réduisant le taux d'assemblage des ribosomes, ils sont essentiels pour le compactage nucléolaire et la séquestration des facteurs clés de la biogenèse des ribosomes, y compris l'ARN polymérase I, en raison de leur capacité d'auto-interaction dans un état latent, non associé à l'ARNr. Nous proposons qu'une telle plasticité fonctionnelle de ces IDR riches en lysine puisse représenter un mécanisme de régulation eucaryote ancestral, expliquant comment la morphologie nucléolaire est continuellement adaptée aux niveaux de production d'ARNr.
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