Examination of post-transcriptional regulations in prokaryotes by integrative biology

In cells, mRNA and protein levels are fine-regulated to adjust continuously to cellular needs. Recently, several large-scale studies in prokaryotes showed weak correlations between mRNA and protein abundances highlighting the significant importance of post-transcriptional regulations. Post-transcriptional regulations involve dynamic adaptation of mRNA and protein turnover and also modulation of the efficiency of mRNA translation into protein. mRNA and protein stabilities are function of both sequence determinants and decay processes. Translation efficiency is mainly dependent on ribosome synthesis and activity. Conciliation through an integrative biology approach of large-scale data obtained for each level of regulation is now required to better understand global cell response to different environmental growth conditions. In this review, we report mechanisms involved in mRNA and protein stability and translation regulation in prokaryotes, and their dependence on growth phase and environmental growth conditions is particularly highlighted. To cite this article: F. Picard et al., C. R. Biologies 332 (2009).

RésuméAu sein de la cellule, les concentrations en transcrits et en protéines sont finement régulées afin de s'ajuster en permanence aux besoins cellulaires. Récemment, plusieurs études à grande échelle, réalisées chez les procaryotes, ont mis en évidence la présence de faibles corrélations entre les concentrations des transcrits et celles des protéines, soulignant l'importance des régulations post-transcriptionnelles. Les régulations post-transcriptionnelles interviennent dans l'adaptation dynamique du turnover des transcrits et des protéines ainsi que dans la modulation de l'efficacité de traduction des ARNm en protéines. Les stabilités des transcrits et des protéines sont dépendantes de déterminants de séquence et de processus de dégradation. L'efficacité de traduction est quant à elle principalement modulée par la synthèse et l'activité des ribosomes. La réconciliation, à travers une approche de biologie intégrative, des données à grande échelle obtenues pour chaque niveau de régulation est maintenant requise afin de mieux appréhender la réponse globale de la cellule face à des variations environnementales. Dans cette revue, nous détaillerons les mécanismes impliqués chez les procaryotes dans les stabilités des transcrits et des protéines ainsi que dans la régulation de la traduction, en soulignant en particulier leur dépendance vis-à-vis des phases de croissance et des conditions environnementales. Pour citer cet article : F. Picard et al., C. R. Biologies 332 (2009).