Structural Biochemistry, Institut de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Strasbourg 'Z-DNA like' fragments in RNA: a recurring structural motif with implications for folding, RNA/protein recognition and immune response. Nucleic Acids Res. 2016 May 5. pii: gkw388
D'Ascenzo L, Leonarski F, Vicens Q, Auffinger P.
Cv
Etudiant italien de 28 ans, j’ai obtenu ma licence de chimie à l’Université de Tor Vergata (Rome, Italie) puis un master de chimie et biologie à l’Université de Strasbourg. Intéressé par la biologie structurale, j’ai rejoint le groupe du Prof. Eric Westhof à l’Institut de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IBMC-Strasbourg). L’objectif de ma thèse supervisé par le Dr. Pascal Auffinger est la caractérisation de réseaux d’interactions non-covalentes au sein de systèmes ARN/ARN et ARN/protéines à l’échelle atomique et impliquant des interactions faibles de type "anion-π" ou "lone pair-π". Ces interactions structurent des tétraboucles d’ARN comme GNRA et UNCG, ces dernières avec un step CpG identique à ceux dans l’ADN-Z, avec conséquences pour le folding, la reconnaissance ARN/protéines et la réponse immunitaire. Pour ce faire, j’ai utilisé des techniques d’analyse de bases de données structurales (PDB, CSD) et des techniques de mécanique quantique et de dynamique moléculaire.
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Structural Biochemistry
UPR 9002 CNRS
Institut de Biologie Moléculaire et Cellulaire
15 rue René Descartes
67084 Strasbourg Cedex
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Résumé de l'article
Since the work of Alexander Rich, who solved the first Z-DNA crystal structure, we have known that d(CpG) steps can adopt a particular structure that leads to forming left-handed helices. However, it is still largely unrecognized that other sequences can adopt ‘left-handed’ conformations in DNA and RNA, in double as well as single stranded contexts. These ‘Z-like’ steps involve the coexistence of several rare structural features: a C2’-endo puckering, a syn nucleotide and a lone pair–π stacking between a ribose O4’ atom and a nucleobase. This particular arrangement induces a conformational stress in the RNA backbone, which limits the occurrence of Z-like steps to ≈0.1% of all dinucleotide steps in the PDB. Here, we report over 600 instances of Z-like steps, which are located within r(UNCG) tetraloops but also in small and large RNAs including riboswitches, ribozymes and ribosomes. Given their complexity, Z-like steps are probably associated with slow folding kinetics and once formed could lock a fold through the formation of unique long-range contacts. Proteins involved in immunologic response also specifically recognize/induce these peculiar folds. Thus, characterizing the conformational features of these motifs could be a key to understanding the immune response at a structural level.