Adaptation fonctionnelle des t-RNA à la biosynthèse protéique dans un système cellulaire...

8
BIOCHIMIE, 1971, 53, 1187-1194. Adaptation fonclionnelle des t-RNA la biosynth se protdique dans un syst me cellulaire hautement diff6rencid. IV - Evolution des t-RNA dans la glande s6ricig~ne de Bombyx mori L. au cours du dernier t, ge larvaire. G6rard CHAVANCY ([ Jacques DAILLIE. Section de Biologie Gkndrale el Appliqude, Laboratoire Associd au CNRS, Universit(" Cla~:de Bernard, Lyon- Villenrbanne. Jean-Pie.rre GAREL. Centre de Neurochimie d~t CNRS, Strasbottrg (13-5-1971). Summary. -- The quantitative changes in the t-RNA species extracted from the post- ribosoma1 supernatant of the posterior part and of the middle part of the silkgland of Bombyx mort L during the growth phase of the gland and the phase of fibroin and sericin secretion of the 5th larval instar have been studied. In the posterior part which produces fibroin, the level of t-RNA is increasing 10-fold from the 1st to the 8th day and rapidly decreasing during the two days before spinning. In the middle part, which produces sericin similar changes ~a continuous 5-fold increase from the 1st to the 7th day) are shown. The quantitative changes in each of 17 t-RNA species were followed by in vitro hetero- logous acylation under optimum conditions. The t-RNA correspondin,g to the major amino acids of the silk proteins were predominant : t-RNAAIa, t-RNAGly, t-RNASer and t-RNATyr in the posterior part, t-RNASer, t-RNAAla, t-RNAGly and t-RNAAsp in the middle part, account for 2/3 of the total supernatant t-RNA pools at the 8th day and at the 7th day respectively. Two groups of t-RNA can be distinguished. Those which have a role in fibroin produc- tion, have a nlaximum concentration at 7-8 days, and those which are primarly involved in the synthesis of other proteins, which reach a maximuxn around 4-5 days. INTRODUCTION. La S6cr6tion de la sole en quantff6 massive duns la glande s,6ricig6ne du Vet ",i soie Bombyw mort L, a,u dernier stade 1.arvaire, est pr,6e6d6e d'une pha.se de croissance tissulaire de la partie post6rieure (ap,pel6e s~cr~teur) qui produit la fibroine et de la pattie moyenne (appel6e r~ser- voir) qui s6cr6te la s6ricine ill. Si l'on connait assez bien l'6vo.lution pond6rale, au 5" fige larvaire, de ces parties glandulaires e,t l%volution des q~mn- tit6s de DNA [2] et des RNA [1, 31, l'information relative aux t-RNA est encore fragmentaire. Nous avon, s monte6 [4, 51 que la population des t-RNA n'augmen:tait pas de facon hoxnog6ne entre la fin de la ~phase de croissance tisstflaire (5" jou,r) et la phase suivante de s6cr,~tion optimale de ]a fibroine et de 1,a s6ricine. Non settlement les t-RNA co rres- po,nd,ant aux aminoacides majeu.rs de la iilbroine (glycine, alanine, s6rine et tyrosine) et de 1,a s,6ri- cine (s~rine, glycine, aspartate, gl.utamate et ala- nine) son,t en exc+s au 8" jour par ,rapport h Fen- semble des autres, mats la pro,portion de lelars espbces isoacceptrices se modifie aussi [6]. I1 n'existe pas to,utefois d'.6t~ade syst61n, atique de l'6vo]ution des t-RNA t~o.taux et individuerls au cours du dernier ~ge larvaire. Pour co,mbler en partie cette lacune, nous avons entrepris te dosage et l'identification de 17 t-RNA du surnageant post- ribosomique de jotw en jour pendant cette l~6riode, tant duns le s6cr6te~ar que duns le .r6ser'voir. Cette 6rude vise 6galea~lent "h 6tablir ~si les t-RNA non engag6s, au moment con.sid6r6, duns ,la prot6o-syn- th6se constituent un 6cbanti,llon re,pr6sentatif de la totalit6 des t-RNA examin:6e pr6e6dem~ment [4, 5]. Nos r6sultats confirment que ~a glande s6ricig6ne est le si6ge d'une synth6se abondante de t-RNA, notamment de ceux qui :correspondent aux amino- acides majeurs des prot,6ines de l a soie. METHODES. Le,s chenilles du Verh soie Bombyx mort L sont des hybrides des races eu~rop6ennes 200 et 300. EHes s, ont 61ev6es /~ la temp6rature de 21°C. EAles

Transcript of Adaptation fonctionnelle des t-RNA à la biosynthèse protéique dans un système cellulaire...

Page 1: Adaptation fonctionnelle des t-RNA à la biosynthèse protéique dans un système cellulaire hautement différencié

BIOCHIMIE, 1971, 53, 1187-1194.

Adaptation fonclionnelle des t-RNA la biosynth se protdique dans un syst me cellulaire hautement diff6rencid.

IV - E v o l u t i o n des t - R N A dans la g lande s6ricig~ne de Bombyx mori L. au cours du dernier t, ge larvaire.

G 6 r a r d CHAVANCY ([ J a c q u e s DAILLIE.

Section de Biologie Gkndrale el Appliqude, Laboratoire Associd au CNRS, Universit(" Cla~:de Bernard, L y o n - Villenrbanne.

J ean -P i e . r r e GAREL.

Centre de Neurochimie d~t CNRS, Strasbottrg (13-5-1971).

Summary. - - The quan t i t a t i ve changes in the t-RNA species extracted f rom the post- r ibosoma1 superna tan t of the pos ter ior par t and of the middle par t of the s i lkgland of Bombyx mort L dur ing the growth phase of the g land and the phase of f ibroin and sericin secretion of the 5th la rva l ins ta r have been studied. In the pos ter ior pa r t which produces fibroin, the level of t-RNA is increasing 10-fold f rom the 1st to the 8th day and rapid ly decreasing dur ing the two days before spinning. In the middle part , which produces sericin s imi lar changes ~a cont inuous 5-fold increase f rom the 1st to the 7th day) are shown.

The quan t i t a t ive changes in each of 17 t-RNA species were followed by in vitro hetero- logous acyla t ion under op t i m um condit ions. The t-RNA correspondin,g to the m a j o r amino acids of the silk proteins were p redominan t : t-RNAAIa, t-RNAGly, t-RNASer and t-RNATyr in the poster ior part, t-RNASer, t-RNAAla, t-RNAGly and t-RNAAsp in the middle part , account for 2/3 of the to ta l s upe r na t an t t-RNA pools at the 8th day and at the 7th day respectively.

Two groups of t-RNA can be dis t inguished. Those wh ich have a role in f ibroin produc- tion, have a n lax imum concen t ra t ion at 7-8 days, and those which are p r imar ly involved in the synthes is of other prote ins , which reach a maximuxn a round 4-5 days.

I N T R O D U C T I O N .

La S6cr6 t ion de la sole en q u a n t f f 6 m a s s i v e d u n s la g l a n d e s ,6r icig6ne du V e t ",i so ie Bombyw mort L, a,u d e r n i e r s t ade 1.arvaire, est pr ,6e6d6e d ' u n e pha.se de c r o i s s a n c e t i s s u l a i r e de la p a r t i e p o s t 6 r i e u r e (ap,pel6e s~cr~teur) qu i p r o d u i t la f i b r o i n e et de la p a t t i e m o y e n n e ( a p p e l 6 e r~ser- voir) qu i s6c r6 t e la s 6 r i c i n e i l l . Si l ' o n c o n n a i t assez b i e n l '6vo . lu t ion p o n d 6 r a l e , a u 5" fige l a r v a i r e , de ces p a r t i e s g l a n d u l a i r e s e,t l % v o l u t i o n des q~mn- t i t6s de DNA [2] et des RNA [1, 31, l ' i n f o r m a t i o n r e l a t i v e a u x t - R N A est e n c o r e f r a g m e n t a i r e . Nous avon, s m o n t e 6 [4, 51 que la p o p u l a t i o n des t -RNA n ' a u g m e n : t a i t p a s de f a c o n hoxnog6ne e n t r e la fin de la ~phase de c r o i s s a n c e t i s s t f l a i re (5" jou,r) et la p h a s e s u i v a n t e de s6cr,~tion o p t i m a l e de ]a f i b r o i n e et de 1,a s 6 r i c i n e . N o n s e t t l e m e n t les t -RNA co r r e s - po,nd,ant aux a m i n o a c i d e s majeu . rs de l a i i lbroine (g lyc ine , a l a n i n e , s 6 r i n e et t y r o s i n e ) et de 1,a s,6ri- c i n e ( s~r ine , g lyc ine , a s p a r t a t e , g l .u tamate et a la- n i n e ) son,t en exc+s au 8" j o u r p a r , r a p p o r t h Fen- s e m b l e des a u t r e s , m a t s la p r o , p o r t i o n de lelars

e s p b c e s i s o a c c e p t r i c e s se m o d i f i e aus s i [6]. I1 n ' e x i s t e p a s to,utefois d'.6t~ade syst61n, a t i q u e de l ' 6 v o ] u t i o n des t -RNA t~o.taux et ind iv iduer l s au c o u r s d u d e r n i e r ~ge l a r v a i r e . P o u r co ,mbler en p a r t i e ce t t e l a c u n e , n o u s a v o n s e n t r e p r i s te dosage et l ' i d e n t i f i c a t i o n de 17 t -RNA d u s u r n a g e a n t pos t - r i b o s o m i q u e de jotw en j o u r p e n d a n t c e t t e l~6riode, t a n t d u n s le s6cr6te~ar que d u n s le .r6ser'voir. Cette 6 rude v i se 6galea~lent "h 6 t a b l i r ~si l e s t -RNA n o n engag6s , a u m o m e n t con.s id6r6 , d u n s ,la p r o t 6 o - s y n - th6se c o n s t i t u e n t u n 6cban t i , l l on r e , p r6 sen t a t i f de la to t a l i t6 des t -RNA examin:6e p r6e6dem~ment [4, 5]. Nos r 6 s u l t a t s c o n f i r m e n t que ~a g l a n d e s 6 r i c i g 6 n e est le s i6ge d ' u n e s y n t h 6 s e a b o n d a n t e de t -RNA, n o t a m m e n t de ceux qui : c o r r e s p o n d e n t aux a m i n o - a c i d e s m a j e u r s des p ro t ,6 ines de l a soie.

M E T H O D E S .

Le,s c h e n i l l e s du V e r h soie B o m b y x mort L s o n t des h y b r i d e s des r a c e s eu~rop6ennes 200 et 300. EHes s, on t 61ev6es /~ la t e m p 6 r a t u r e de 21°C. EAles

Page 2: Adaptation fonctionnelle des t-RNA à la biosynthèse protéique dans un système cellulaire hautement différencié

1 188 Gd, rard Chavancg , J a c q u e s Dai l l ie el J. P. Garel .

sont diss~qu.6es par lots ~hmnog6nes au cours du 5 ¢ fige larwaire, apr~s anesthl6sie h l '6ther. Les par t ies post6rieure et moyenne des gla, ndes s~ricig~nes (40-60) sont pr61ev6es s~,par6ment et imm~,diate- ment co.ngel6es h - - 4 0 ° C , p,uis conserv6es - - 2 0 ° C j~u.squ'h leur ut i l i sa t ion 12 h 65 jou~rs apr~s.

Extract ion des RNA de transfert . - - Nous avon.s p,roc~d~6 h l 'extract ion, spit h par t i r des glandes enti~res pour d6finir les condi t ions optim,ales d'ac~¢lation, spit h par t i r du surnageant post.ribo- somiq.ue. Les glandes (s6cr6teur ou r~servoir) sprit d6couoi6es au moyen de ciseaux, puts broy6es au froid h grande vitesse pendan t 5 minu tes environ, en plusieurs fois, avec un homog6n6iseur Ultra-Tu- rax, en pr6sence d 'une s o~lution .de ph~6n.ol satur6 d 'eau (~6quilibr~e h 4°C) con tenan t 1,5 g d 'hydroxy- 8-quinol6ine par litre (1 volume) et d 'une solut ion de NaC1 h 1 ,p. ce~t (2 vo~lumes). Le t ra i tement h l 'Ultra-Tu,rax est ind ispensable pour at teindre un r endemen t satisfaisant, en raison des obstacles m6caniques flue .constituent le r6ti(~tflum endoplas- mique des cehules s,6crdtrices et l '~ccunmlat ion darts la lumi6re de la glande de la sole synth6ti- sde. Le volume total de soluti.on est envi ron de 100 ml pour 20 glandes. A~pr6s centr ifugation (10 minutes h 6.500 rpm avec une centr i fugeuse Jouan, Paris) la'pha,s,e aqueuse est prNevde. La phase ph~6- nol ique et l ' in terphase sont h nouveau agit6es avec un demi-vo.iume de solut ion NaC1 h 1 p. cent, puts centrifug6es. La nouvelle phase aqueuse est m4dan- g6e ,h 1,a pr,6C6dente. Le tout est por~6 h 3 p. cenl en NAG1, ,puts est extrait, h nouveau, une ou deu~ fois avec un demi-volume de sol'ution ph.6nolique. Les RNA sont p r,6ci,pit6s ,par deux volumes d'6tha- nol h 95 p. cent et abandonn6:s 2-3 heures h - -20°C. Aprbs, centrif.'u,gation, le calot est lav~ avee une so,lutiou d'6~hanol h 75 p. cent contenant 10 g/1 d'ac6tate de sodiu.m. Les t-RNA sont sbpar6s des r-RNA .par sol,ubilisation dans une soh~tion d',a~6- tate de so dit~m 3 M pH 6,0 ,scion KIRBY ~7], puts dialys6s contre .de l 'eau d6min6ralis6e pendan t 15 heures. La quantit6 de t-RNA est dos~e p,av mes,ure de l ' absorbance h 26.0 n.m (2.4 UA260 = 1,0 mg). Si n,8cessaire, ils sont conserv~6s fi - -20°C sous fo r ~ e lyophilis6e.

Les t-RNA du surnageant post-r ibosomique sont obtenus de la manibre suivante : ]es s6.er6teur's ou les r6servoirs, p~ar lot de 4'{)-60, sont bro?c~6s ~om- me pr6c6demment en pr6sence du t~mpon A (tris- HC1 0,05 M pH 7,4, KC1 0,025 M, MgC~ 0,01 M e t 10 p. cent de saccharose), puts centrifug6s peudan t 15 minutes h 17.000 rpm (rotor R 40 de Spinco- Beckman) pour 61iminer les pl,us gros d6bris cellu- laires. Le surnageant est centrifug6 h nouveau pen- dant 2 heures 'A 36.0'00 rpm. La solution surna-

geante esl amen6e h 3 p. cent en NaC1 et agit6e 15 nfinules avec un demi-volume .de ta solut ion ph6- nolique pr~c~dente. Les t-RNA sont pr,~cipit~s h l '6thanol, puts trait6s comme pr~c~,demment.

Prdparation des L-aminoacide t-RNA ligases (EC 6.1.1). - - Pour des ra isons .de pl,us grande commo- dit6, nous avons travai'lld avec des pr~pavations de foie de Rat. Deux rotes de Rat adulte sont homo- g6n6is6s dons 40 m~l de tampon A conten,an,t O,01 M de ~-merc.a,pto6thanol. L'ho~nog6nat est centrifug~ pendant 15 minutes h 20.0,00 g (tfltracentrifugeuse Sorvall). Le surnageant est d6barrass6 des r ibo- somes par une nouvelle centri.fugation de 90 mi- nutes h 4,5.000 ~pm (rotor R 50 de Spinco-Beck- man). Le surnageant est imm&dialement 61u,6 s~ur une colonne.de Sephadex G-25 (3,5 × 50 em) avec le tampon B (tris-HC1 0,05 M pH 7,4, KCA 0,02'5 M, MgCL 2 0,01 M, ~-merc~pto6th,anol 0,01 M).

La premiere f ract ion ex,clue du gel est recueil- lie, puts d~pos6e su,r une courte c(~lonue de DEAE- cellulose (Serva, SS). L'effluent de l,avage et la fraction .61u6e par le tampon B + NaG1 0,20 M sprit m61ang~s [8]. La quantit'~ de ,prot~ines e,st dos:6e par ,la m~tho,de du microbiure~. La concen t ra t ion moyenne f~uctue g6n'6ralement auto.ur de 12-15 mg/ m l e t le raooor t spectro,photom6trique 280/260 entre 1,2 et 1,4. La solution enzymatique brute est stock~e h - -20°C en pr6sence de 50 p. cent de gly- c6rol (concentra t ion finale). La sol~(tion est utili- sde dans un laps de temps maximt~m de 3 semaines.

Conditions d' acylat ion standard des t-RNA.

L'acylat ion est faite au bain-mar ie h 37°C pe nda n t 30 minutes. La solut ion incub6e est consti tu6e par :

20-10,0, ~xg de t-RNA ;

200-5,00 nC de (14C)-aminoacide du CEA (Saclay, France) employ6 sans di lut ion d'activil,6 sp~ci- fique, variable de 30 h 200 ~C/,t~M ;

20 ~moles de tampon tris-tlC,1 oH 7,4 ;

2 ~xmoles d 'ATP (Boehringer) ;

2, 3 ou 4 ~moles de MgC12 ;

600-800 ~g de prot6ines enzymatiques de foie ;

volume final : 2'00 ~1.

Apr6s incubat ion , des par t ies aliquotes (100 M) sont d,6,pos~6es sur des filtres num6rot,6.s .de 4 cm 2 (papier filtre Macherey-Nagel), plong6s dons un grand exc6s d 'acide tr icMorac6tique h 100 g/1 froid pendan t 10 minu tes environ, puts l av.6s s'uc- cessivement avec une solution d 'acide l r ichlorac6- t ique h 50 g/l, d '6thanol h 95 p. cent et d '6ther

BIOCHIMIE, 1971, 53, n ° 11- 12.

Page 3: Adaptation fonctionnelle des t-RNA à la biosynthèse protéique dans un système cellulaire hautement différencié

E v o l u t i o n des I - R N A c h e z B o m b y x m o r t L. 1189

6 thy l ique . La radio,a.ctivit6 est m e s u r 6 e h l ' a ide d ' un spec t rcnnbt re h sc in t i l l a t i on l i q u i d e ( Inter- t e c h n i q u e SL 40) dans un. m i l i e u s c i n t i l l a n t (Omni- f luor -NEN C,hemicals - - h 4 g/~l de .tol.u~ne).

Rl~SULTATS.

1 °) Ddte rmina t i on des cond i t ions op t imales de l 'acglation. Nous nous s o m m e s e f fore6s de r e c h e r - c h e r et de m a l t r i s e r les c o n d i t i o n s d ' a c y l a t i o n : c o n c e n t r a t i o n o p t i m a l e en ATP, en Mg ++, du r6e de l ' i n c u b a t i o n , quan t i t6 d ' e n z y m e s , i n f luence du CTP.

c p m

4000

3000

2 000

1000

A l a

Leu "~ S e r • ; ,~ ex~

T y r o /.z~.."" ""....~ k

\ I,*,, \

../:z? ,

2 0 10 14 18

ATP ] u M / m l

FIG. 1. - - Influence de la concentration en ATP sur l'acylation. On acyle dans les conditions standard : 20 ktg de t-RNA de s6er6teur du 2 ~ ou du 8 ~ jour, 500 nC de 04C)-aminoacide, 4 :~moles de MgCI~, 400 lzg de prot6ines enzymatiques de foie de Rat, 20 p.moles de tampon tris-HC1 pH 7,4, volume final 200 ~tl. Durde d' ineubation : 30 minutes.

La f igure 1 r e p r 6 s e n t e la sens ib i l i t6 de q u e l q u e s t-RNA .de s6c r6 teur h 1,a concen , t r a t ion en ATP. On r e m a r q u e que aa c o n c e n t r a t i o n de 10 ~ m o l e s / m l est la meil . leure p o u r a c y l e r les t-R.NA princip~aux de s~6cr6teur, du 2 ~ c o m m e du 8 ° jour . La mo,larit~ en M g ÷÷,~tait fix6e ~ 2.10-~ M.

Les figure.s 2 a et b d6f in issent les c o n c e n t r a t i o n s op t ima le s en i o n s Mg ++, pou,r nne c o n c e n t r a t i o n fixe en ATP, d o n n 6 e p a r l ' e x p 6 r i e n c e pr:6c~6dente. On no te des opti,ma va r i ab l e s se lon les enzymes h6'p,atiques tes t6es au voisin,age d ' u n e c o n c e n t r a - t ion en MgG1,_, de 14-16 ~moles/~ml. P u i s q u e toutes les c o m b i n a i s o n s n'avaien~t p a s 6t6 es'say6es, dans la sui te du p r6 sen t t rava i l , les a c y l a t i o n s ont 6t6 r6alis6es s y s t ~ m a t i q u e m e n t (voir M.~thodes) dans t ro i s c o n d i t i o n s carac~6ris.6es ,par le r a p p o r t

Mg++/ATP (1,0, 1,5 et 2,0). Nous avons r e t e n u la mei l , leure des t ro i s va l eu r s o b t e n u e s po.u,r t r ace r les c o u r b e s des f igures 6 et 7.

C P m

4000 ~

3000

2000

1000

3000

2000

1 0 0 0

G l y • .~.o , , * % .

T y r o ..." "b A s p , ~ o . "... S e r • o"I". • ~ "~

.Z s ~ ~ ""IA

A I o A Leu Va l ® ,~ .....--. ,, - -~ , , ..~,,

i . . . . . . . . . .

®."" ¢ r~ "'®

I I I I - -

8 12 16 20

M g C I 2 p M / m l

Fins. 2 a et b. - - Influence de la concentration en Mg ÷÷. Les conditions d'acylation sont celles d6erites (fig. 1) dans lesquelles on fait var ie r la concentration en MgC12 pour une concentration fixe de ATP (2 izmo]es pour 200 !~l de solution). Les t-RNA de s6crdteur pro- viennent de divers lots de 1 °r au 10 ~ jour du de rnier hge larvaire.

Les c o u r b e s de cin6ticfue ~fi,gure 3) m o n t r e n t que l ' , acyla t ion m a x i m a l e esi a t t e in te assez l en t emen t , apr~s 30 m i n u t e s en g6n6ral . C 'es t cet te du,r6e que nous a v o n s cho i s i e p o u r les a c y l a t i o n s de rou t ine (vo i r M,6thodes).

La quantit.6 d ' e n z y m e b ru t e ut i l is6e est large- m e n t satur,ante (figure 4,) p u i s q u e nou.s t r a v a i l l o n s avec if00-800 I~g de pvol.6ines et que 200-30,0 :~g de p r o t 6 i n e s h.6patiques sont s~uffisantes poaar acy- l e r 20 I~g de t-RNA.

Des essai,s en pr6sen, ce de C T P (BoChringer) 1 ~mo.l.e/2~O0 ~l de so lu t ion ~ i n c u b e r n ' on t pas p e r m i s d'~am,61iover les t aux d ' a c y l a t i o n . MATSUZAKI [9] a raplport6 la m~me obse rva t i on . On p e u t p e n - ser q u e l ' ex t rbmi t6 3 ' - t e r in ina le des t -RNA est in tac te .

Les dosages des I -RNA de l~a g lande s6r ic igbne ont ~6t6 r6alis'6s au m o y e n de p r 4 p a r a t i o n enzyma- t iques :brutes de foie de Rat. Les v a r i a t i o n s sai- s o n n i b r e s clans l ' a l i m e n t a t i o n et l ' a r r6 t h i v e r n a l

BIOCHIMIE, 1971, 53, n" 11- 12.

Page 4: Adaptation fonctionnelle des t-RNA à la biosynthèse protéique dans un système cellulaire hautement différencié

1 1 9 0 G t ; r a r d C h a v a n c y , J a c q u e s D a i l l i e e l J. P . G a r e l .

de l ' 6 l evage d e s Vers "h so ie se p r 6 t e n t rea l h u n e 6 t u d e c o n t i n u e du m 6 t a b o l i s m e des a c i d e s nucl :6 iques . S ' i l est p o s s i b l e de c o n s e r v e r f ac i l e -

c p m

~ . - - , Ala s / 1.500 9r'

1.000 / : / , ~ e ~ • -e GIVs

I , 500~- / ( . / = / . • • • - - • - - '~ Sers

0 ~ l I I _ I 10 20 30 40

minutes

Fro. 3. - - Inf luence de la dur6e d' incubation. Les con- d i t ions d'.acylation sont d6crites dans la tig. 1, avec Mg++/ATP = 2. I1 s 'agit t ou jours de t-RNA de s6crd- t eu r et d 'enzymes hdpatiques.

l n e n t des t -RNA sous f o r l n e l y o p h i l i s 6 e , on sa i t que . l e s ' , p r6para t ions e n z y m a t i q u e s - - m 6 m e c o n g e - 16es d a n s l ' azo te l i q u i d e - - ne son t gu6re u t i l i -

cpm i[ ~ e - - e • G l y s

800 "" . . . . . . . . . .

600~-/i ~ . . . . . . . ~ . . . . . . -~ Asp R

®: "'" A .: ~ ~- . l a s 400 I-[~ ,',~L'. . . . . ~ . . . . . . . . . . . a TVr R

I / i . . : : F . . o . . . . . . . ° . . . . . . : ~" ,o"

2oo : ..k~"

o 200 400 600 800 jug p r o t 6 i n e s

Fro. 4. - - In f luence de la concentration en extrai t enzymat ique (foie de Rat) sur l 'acylation des t-RNA de s6cr6teur et de r6servoir. Les condi t ions d 'acyla t ion sont d6crites (fig. 1) avec un rappor t Mg++/ATP = 1,5. Les quant i tds de prot~ines dans la solut ion d 'enzymes h6pat iq~es (dos6es au mierobiure t ) indiqu6es en ~g, sont les seules var iables . Les t-RNA de s6cr~teur sont indiqu6s (S) et de r6servoir (R).

s a b l e s a p r 6 s q u e l q u e s mo i s . C 'es t p o u r ce t te r a i - son qu ' i l n o u s est appa : ru n 6 c e s ~ a i r e de n o u s t o u r - n e r v e r s d e s p r 6 , p a r a t i o n s h '6pa t iques . T o u t e f o i s u n e te l le m 6 t h o d e n ' e s t vaLl, a:ble que si ]es 6 c a r t s

c o n s t a t 6 s e n t r e a c y l a t i o n s h o I n o l o g u e s et h6 t6 ro - logues ne son t p a s s ign i f i ca t i f s . Nos r 6 s u l t a t s p r6- l i m i n a i r e s d ' a c y l a t i o n des t-t:~NA de s 6 c r 6 t e u r [4] 6 t a i en t fond:6s su r les m o y e n n e s des v a l e u r s op t i - m a l e s d ' a c y l a t i o n s h o n l o l o g u e s et h,6t6r 'ologues.

Nous r e p r o d u i s o n s c i - d e s s o u s les v a l e u r s ex t r (m]es o b t e n u e s a l o r s (eu p i c o m o l e s de t -RNA acy l6es p o u r 20 L~g de t -RNA tota l ) .

Aminoacyl-t RNA Enzyme homologue (6-80 jour) Enzyme h6patique

G l y 108-127 20-105 Ala 57-104 44-100 Ser 28- 49 22- 40 T y r 16- 32 19- 42

On vo i t que, si les r 6 s M t a t s son t c o m p a r a b l e s d a n s les d e u x con, dit i .ons, ]pour les t-RNAa~a, t -RNA so" et t-RNATy r, l ' a c y l a t i o n du t-RNAGly de s 6 c r 6 t e u r p a r u n e p r 6 p a i r a t i o n e n z y m a t i q u e b r u t e du foie de Ra t est t r 6 s v a r i a b l e . P o u r le c a l c u l de l ' 6 c a r t s t a n d a r d , n o u s n ' a v i o n s t e n u coml~te que des v a l e u r s s u p 6 r i e u r e s . E n effet, n o u s a v i o n s r e m a r q u 6 que, a v e c des p r 6 i p a r a t i o n s h i6pa t iques f r a i c h e s , les d o s a g e s p a r a c y l a t i o n 6 t a i e n t co,m:pa- r a b i e s h ceux f o u r n i s p a r les e n z y m e s h o m o l o g u e s , t a n d i s q u e l e s f a i b l e s v a l e u r s d ' a c y l a t i o n a p g a - r a i s s a i e n t avec l ' a c c r o i s s e m e n t de la d u r 6 e de s t o c k a g e de nos o r 6 p a r a t i o n s h ,6pa t iques ( h - - 2 0 ° C d a n s 50 p. c e n t de g lyc6 ro l ) . Apr6s 8-10 j o u r s de c o n s e r v a t i o n , o n n ' a t t e i n t p l u s q u ' u n e v a l e u r m o i - t i6 e n v i r o n . On n e s ' 6 t o n n e r a d o n c pa,s d ' a s s i s t e r f a c i l e m e n t h u n e i n v e r s i o n des quan, t i t6s des Gly- et Ala- t -RNA [51.

2 °) E v o l u t i o n des t -RNA du s u r n a g e a n t pos t - r i b o s o m i q u e en f o n c l i o n de l'dge. L'6vt~lu t ion q u a n t i t a t i v e des t -RNA e x t r a i t s du s u r n a g e a n t pos t - r i b o s o m i q u e , r a p p o r t 6 e h u n e g l a n d e et i n d i q u 6 e en UAeG 0 .m, est d o n n 6 e su r la f igure 5 a p o u r le s 6 c r 6 t e u r et 5 b p o u r le r 6 s e r v o i r . On c o n s t a t e u n e a u g m e n t a t i o n d ' u n f a c t e u r 10 ~ peu p rbs l i n 6 a i r e du F r aux 7-8 ~ j o n r s d a n s ]e p r e m i e r cas , d ' u n f a c t e u r 5, du 1 "~ aux 6-7 ° j o u r s d a n s le secon~d cas, s u i v i e p a r u n p a l i e r ou u n e 16g~re d imin ,u t ion .

Nous a v o n s 6 g a l e m e n t t r ac6 les c o u r b e s des t -RNA dos,6s p a r a c y l a t i o n , o b t e n u e p a r la s o m m a - t ion , j o u r a p r b s j o u r , des r6s:ultats i n d i q u 6 s s a t les f igures 6 et 7. Ces c o u r b e s d ' a c y l a t i o n to t a l e se p l a c e n t n e t t e m e n t e n - d e s s o u s des co.uvbes d ' a b s o r - b a n c e . Si l ' on a d m e t que les c o u r b e s d ' a b s o r b a n c e re p r ~ s e n t e n t u n i q u e m e n t de s t -RNA, on r e m a r q u e que le r e n d e m e n t de ] ' a c y l a t i o n 6v'o~ue p o u r les t -RNA d e s :6cr6teur de 30 h 4'0 p. c e n t e n t r e le 2 ~' et le 8 ° jour , et de 55 h 37,p. c e n t e n t r e le 2 ~ et le 7 ~ j o u r p o u r les t -RNA de r ,6servoir .

BIOCHIMIE, 1971, 53, n" 11-12 .

Page 5: Adaptation fonctionnelle des t-RNA à la biosynthèse protéique dans un système cellulaire hautement différencié

E v o h z t i o n d e s t - R N A c h e z B o m b y x m o r i L. 1191

Les f igures 5 a et 5 b c o m p o r t e n t a~ussi l ' 6vo lu- t i on p o n d 6 r a l e d u t i s su g l a n d u l a i r e ( in d i q u 6 en rag) se lon DAILLIE [1]. La c r o i s s a n c e de la gl:ande est t e r m i n 6 e h la fin dn 5 ~ jour . On p e u t a i n s i fac i - l e m e n t c a l c u l e r la q u a n t i t 6 de t -RNA e x t r a i t p a r g de t i s su f r a i s ( t a b l e a u I). Les v a l e u r s c a l c u l 6 e s 'h

p a r t i r de l ' a b s o r b a n c e f l u c t u e n t a u t o u r de 380 -+ 100 vg, ce l l es f o n d 6 e s su r les a c y l a t i o n s r6e l les a u t o u r de 150 +_ 30 ~g. MIURA et MATSUZAKI [10] on t t r o u v 6 40 m g de t -RNA to ta l p o u r 200 ve r s , soi t a p p r o x i m a t i v e m e n t 330 p~g d e t - R N A / g de t i s su f ra is . Ces v a l e u r s son t en a c c o r d avec c e l l e s t r ou - v6es p a r d i f f 6 r e n t s a u t e u r s p o u r l e s t -RNA t o t a u x de foie de Ra t [11 "h 13] ou de B,ceuf I14].

,¢ Z

¢/) (9

0

E o o Q.

5.000

1.000

3.000

2.000

1.000

n ~ i I I a SECRETEUR

o / O I 0 - - ® - - ® - O

o / , _ , _ , _ , _ , 0 / 0 / / ..o..-o--O--.o..

/ ~ y , - ~ ' " o , c 7 . ~ "

I I I I b R E S E R V O I R

~ 0 f O ~O'~'O,%.O

/ o /O

• / ° ~,~-*~--~-~..*. *

' °':"~'~* ""o ! I I I I 2 4 G 8 10

j o u r s

500

100

500

100

FIGS. 5 a et 5 b. - - Evolution des t-RNA du surna- geant post-ribosomique dans le sdcr~teur (a) el le r~ser- voir (b) et du poids des enveloppes glandulaires corres- pondantes. La c o u r b e - - e - - o - - i n d i q u e l 'Svolut ion des t-RNA (pmoles) ex t ra i t du su rnagean t post-r iboso- mique de s(~cr6teur (a) o u du r6servoir (b) dos6s, apr~s extract ion ph~nol ique h froid par ]eur absorp t ion h %0 nm. La eourbe--O - O - - i nd i que l '~volut ion de ces m~mes: t-RNA dos6s pa r acylat ion in vitro au moyen d 'enzymes h6pat iques. Les pmoles cor respondent ~ ]a somme des 17 t-RNA ind iv idue l lement dosds et rappor- tds sur ]es figures 6 et 7 et le tableau 2. La courbe ~t--~t tirde des t r avaux de D'AILLIE [1] reprdsente la var ia t ion pond6rale du t issu s6cr6teur des enveloppes glandula i res de s6cr6teur et de r6servoir.

Au su je t du r e n d e m e n t l u o y e n de l ' a cy4a t ion , n o t o n s tou t d ' a b o r d qu ' i l es t du m 6 n l e o r d r e que cel.ui que nol~s o b s e r v i o n s p r 6 c 6 d e m m e n t [4] et b i e n s u p 6 r i e u r h ce lu i a t t e i n t p a r MATSZUAKI [9].

On ne p e u t e x c l u r e c e p e n d a n t q u e ce r e n d e m e n t ne so i t p a s a f fa ib l i p a r la ,p r6sence de t -RNA acyl6s iz, v ivo ou p a r t i e l l e m e n t d 6 g r a d 6 s et de ce f a i t n o n acy l~b le s . Cet te d e r n i ~ r e r 6 s e r v e es t d ' a u t a n t ph l s p l a u s i b l e que l ' e x t r a c t i o n de t -RNA est f a i t e en l ' : absence d ' i n h i b i t e u r d e s r i b o n u c ~ 6 a s e s endo- gbnes .

La c o n r p a r a i s o n des c o u r b e s o b t e n u e s d ' u n e p a r t p a r la m e s u r e de l ' a b s o r b a n , c e d e s t -RNA d u sur- n a g e a n l , d ' a u t r e p a r t en s o m m a n t les r~ su l t a t s des a c y l a t i o n s e f fec tu~es su r les 17 t -RNA (fig. 5 a et b) fa i r a p p a r a l t r e u n e a u t r e d i s c o r d a n c e q u ' i l faut r e l e v e r : l ' a c y l a t i o n m e t en 6 v i d e n c e u n e d6c ro i s - s a n c e de s t -RNA, en fin de v ie la . rva i re ; cel le-c i n ' a p p a r a i ~ p a s n e t t e m e n t en a b s o r b a n c e . L a du r6e du s t o c k a g e d e s glan,des u n e fo i s pr61ev6es, bie.n que v a r i a b l e se lon les lots, ne s e m b l e n t p a s pou- v o i r e ~ p l i q u e r ces r6sult .ats. N o u s n ' o b s e r v o n s pas de v a r i a t i o n s s e n s i b l e s d.ans le t r~c6 des c o u r b e s des f i gu re s 6 et 7, en p a r t i c u l i e r p o u r l ' e n s e m b l e des p o i n t s r e p r 6 s e n t a t i f s des 2, 3 et 9 ~ jo,urs (cong6- l a t i o n de 66 j ou r s ) , des 1, 4, 5, 6 et 10 ° j o u r s (stoc- kage de 45 j o u r s ) p a r r a p p o r t a u x lo ts des 7 e t 8 e j o u r s t r a i t 6 s s e u l e m e n t a p r b s 12 j o u r s .de c .onserva- t i o n ~ - - 2 0 ° C .

Mais n o u s a v o n s r e m a r q u 6 [15] que, d~s le 5 ° jou r , u n e p a r t i e des RNA r i b o s o m i q u e s ( r i b o s o m e s l i b r e s ) s u b i s s e n t u n e i n t e n s e d6 ,grad~t ion , c o r r e s - p o n d . a n t h u n e d e m i - v i e d e 5 j o u r s envi ' ron . Des f r a g m e n t s d e ces r -RNA (6-14 S) a n a l y s 6 s p a r u l t r a c e n t r i f u g a t i o n a n a l y t i q u e se r e t r o u v e n t d a n s les t -RNA d u s u r n a g e a n t , en p r o p o r t i o n no t ab l e , au c o u r s d e s t r o i s d e r n i e r s jours .

E n d6 f in i t i ve , en d e h o r s de la q u e s t i o n du ren - d e m e n t d ' a c y l a t i o n , d~lica.t h conn,ai~re a priori , l ' 6 c a r t f ina l e n t r e les d e u x c o u r b e s p r o v i e n t t r~s v r a i s e m b l a b l e m e n t d ' u n e c o n t a m i n a t i o n 1~ronon- c6e p a r du r -RNA. A c e n i v e a u , il est d o n e p lu s l og ique de se f o n d e r su r la c o u r b e de som,mat ion des a c y l a t i o n s . D a n s ce cas, l a d 6 c r o i s s a n c e ra, p i d e o b s e r v 6 e r 6 s u l t e r a i t de l ' e f fe t c o n j u g u 6 de l ' a r r 6 t de la s y n t h b s e des t -RNA et de l e u r d 6 g r a d a t i o n n a t u r e l l e . La d e m i - v i e m o y e n n e q u ' o n p e u t fa,cile- m e n t e s t i m e r h 2-3 jo.urs est c o m p a t i b l e avec la d e m i - v i e b i o l o g i q u e des t -RNA de fo ie [16].

Les figu,res 6 a-d et 7 a*d r e p r 6 s e n t e n t l ' 6 v o l u t i o n en p i c o m o l e s / g l a n d e de 16 t -RNA de s 6 c r 6 t e u r et de r 6 s e r v o i r , dos6s p a r a c y l a t i o n h6 t&ro logue in vitro. T o u t e s ces c o u r b e s t r a d u i s e n t un a c c r o i s s e - m e n t i n i t i a l de la q u a n t i t 6 de c h a q u e t-RNA, pu i s une d 6 c r o i s s a n c e i m p o r t a n t e h p a r t i r d ' u n m o m e n t qu i v a r i e a v e c les d i v e r s t -RNA et la p o r t i o n de g l a n d e c o n s i d 6 r 6 e . Les v a l e u r s a b s o l u e s au m a x i - m u m d ' a c t i v i t 6 son t r a p p o r t 6 e s d a n s le t a b l e a u III.

BIOCHIMIE, 1971, 53, n ° 11- 12.

Page 6: Adaptation fonctionnelle des t-RNA à la biosynthèse protéique dans un système cellulaire hautement différencié

1192 G~rard Chavancy, Jacques Daillie et J. P. GareI.

Les t-RNA correspondant aux q.uatre aminoac ides pr6pond,6rants de la f ibroine (glycine, alanine, s6rine et tyrosine) sont nettement les plus abon- dants et repr6sentent les 2 /3 de la populat ion brute

a o Asp lS0 • GIu

Lys

1oo

o ~ o

. ~:7o~::--:,..o,, .¢,p-...= . . . . . . . -..o • ~... °.. - , ~

I I i I " ' "~ Val

150 c o Met * T y r

lOO,

/

/ / ,°~o..-- '~, . . \ ~ l i ~ <l'" ° ~.o ~.~..,~

tRNA/ ~servol

b • i e , |

o AIo1250

/ \ ,-

/ " o - ' , ~ . \ / ,,+.,..- % ~.

i % - ~ " ~,. . . X

... * '%.

I I I I t

d • Tht o l ie * Phe

/ "I° / o \ \ ~ . = :'±'( ='~'~ ~. .~.~.~ _'-~

I0 j o u r s du V i~m~ 4 6 8 10 ~ g e l a r v a i r e

150

100

50

Fins 6 a-d. - - E v o l u t i o n i n d i v i d u e l l e des t -RNA acg- lds p a r sdcrdleur. Les conditions d'acylation sont d6crites d,ans, M6thodes. Les quantit6s(pmoles) pour chaque t-RNA ont 6t6 rapport6es h une 9 lande (s6cr~- teur).

des t-RNA acylables du s6cr6teur. On assiste ~ une situation analogue dans le r6servoir off les t-RNA correspondant aux c inq aminoac ides majeurs de

150 a

A S p •

/o--°\ \ M e t ~ • <Z

/ i / ..... ~\" ~

c "~'

L e u o

V a l •

A r g " o i ° ~ ° ~ o

o / ~o,~ °

o / ....r'"' "'/...

2 4 6 a 1o

I

b

G I y • , / .~-

S e r • , 4 T y r * . ; y

g ,

d Lys • H i s T h r o ~ ° ~ a

• . . . . . . . t a

5oo

400

3oo

20o

lOO

15o

10o

5e

2 4 6 8 IO

Fl6s. 7 a-d. - - E v o l u t i o n i n d i v i d u e l l e des t -RNA acg- l~s p a r r~servoir . Les conditions standard d'acylation sont d6crites dans M~thodes. Les quantit~s (pmoles) de chaque t-RNA ont 6t6 rapport6es h une 9lande (r6ser- voir).

la s6ricine (s6rine, g lycine, aspartate, gl,ut~mate et alanine) constituent au 7 ° jo,ur les ~ /3 des t-RNA totaux du surnageant. L'ordre qu,antitatif dans

lequel ils apparaissent n'est pas exactement celui des aminoac ides constitutifs des prot6ines soyeuses. Le t-RNA nla sem, ble le plus abondant dans le sbcr6teur, le t-RNAGh, est faible dans le r6servoir. Le t-RNAL,~, est assez aboudant dans les deux compart iments , tandis que les t-RNAP,'o et ceux fixant les aminoac ides basiques sont faibles ( lysine) et m 6 m e h l'6tat de traces (h is t id ine et arginine).

On peut encore constater l '6volution diff6ren- tielle des t-RNA en deux sous-groupes, constitu6s, l'un part les t-RNA majeurs dont la concentrat ion maximale se situe aux 7 - 8° j,ours (p6riode de s6- cr6tion intense) et l'autre par les t-RNA qui attei- gnent u,n pal ier a u - - 4 - 5 ° jours (fin de la phase de croissance t issulaire).

DISCUSSION.

Notre travail porte sur les t-RNA d'un surna- geant post-riboso.mique qui exclut la fraction des t-RNA acyl,6s et fix6s sur les po lysomes li6s aux membranes et s,p6,cialis6s dans la product ion de la f ibroine [17] et de la s6ricine. WEIL [18] a d'ailleurs m.ontr6 que la distr ibut ion subcell,ulaire des t-RNA chez la lewure et ]e col ibaci l le peut varier d'un t-RNA h l'autre, si l'on consid6re l e vapp,ort t-RNA du surnageant/ t -RNA li6s aux riboso,mes. Malgr6 cela, les valeurs rapport6es dans le tableau II pour les t-RNA de s6cr6teur aux 4, 6 et 8 e jours et pour les t-RNA de r6servoir au 7 ° jour montrent nette- ment l'exc6s des t-RNA correspondant aux amino- acides majeurs de la f ibroine et de la s~ricine.

En outre, les t-RNA acylables i n v i t r o peuvent part ic iper h deux types de synth6ses : d'une part l'ensem~ble des synth6ses des a~tres prot6ines ou synt~h6ses asp6cif iques, d'autre part les s ynth6ses sp~cifiques auxquel les prennent part les t-RNA d6codant les m-RNA de l~a fibroine et de la s6ri- cine. C'est pourquo i nous avons 1,6gitimement d6- duit la part des t-RNA oart ic ipant aux synth6ses asp6cifiques, sous le nom de <<bruit de fond >>. Nous l'avons ind iqu6 dans le tableau II. I1 est 6va- lu6 clans c:haque cas en se fondant sur les valeurs moyennes obtenues pour les t-RNA corresoondant aux aminoac ides mineurs (1-5 p. cent) des 9ro- t6ines soyeuses. Aprbs d6,duction de ce bruit de fond, on constate la ten.dance des t-RNA majeurs

croitre et au contraire celle des autres h d6- croitre. Les taux ainsi obtenus de t-RNA dispo- nibles pour la synthbse de la f ibroine et de la s6ri.cine se rapprochen.t de la distr ibution des aminoac ides majeurs de ces ,prot6ines. Les pour- centages indiqu6s par MATSUZAKI [9] (voir ta-

BIOCHIMIE, 1971, 53, n" 11- 12.

Page 7: Adaptation fonctionnelle des t-RNA à la biosynthèse protéique dans un système cellulaire hautement différencié

E v o l u t i o n des l -RNA chez B o m b y x m o r i L . 1193

b l e a u I t) o b t e n u s p a r a c y l a t i o n h o m o l o g u e et les n 6 t r e s (a, c y l a t i o n h 6 t 6 r o l o g u e ) aux 6-8 e j o u r s du d e r n i e r ~ge l a r v a i r e d i f f 6 r e n t s u r t o u t p a r u n e i n v e r s i o n des t-RNAOly et t -RNA Ala d a n s le s6cr6- t eu r .

fix6s s u r les r i b o s o m e s . De p lus , c e r t a i n s de s t -RNA qui i n t e r v i e n n e n t p e u d a n s la s y n t h ~ s e de ces p r o - t 6 i n e s c o m m e n c e n t h d i s p a r a i t r e p l u s t6 t que les a u t r e s b i e n que l ' a u g m e n t a t i o n d e s t -RNA t o t a u x d u s u r n a g e a n t p o s t - r i b o s o m i q u e s u i v e assez exac-

TABLEAU I.

Quanti~ de t-RNA (,~g) par gramme de tissu [rais.

S~er~teur :

t -RNA UA260 mn . . . . . . . . . t -RNA aeylfis . . . . . . . . . . . .

R~servoir :

480 160

t -RNA UA26omn . . . . . . . . . . 330 t -RNA acyl6a . . . . . . . . . . . . 180

450 140

310 155

400 300 135

28O 120 ] 115 L

8 jours

430 165

On ne s a u r a i t s ' 6 t o n n e r de r e t r o u v e r d a n s le s u r n a g e a n t p o s t - r i b o s o m i q u e u n e d i s t r i b u t i o n des t -RNA f a v o r a b l e h l ' a d a p t a t i o n aux s y n t h 6 s e s des p r o t 6 i n e s de la soie , d a n s la mes.ure off i l es t c o n e e - v a b l e d ' i m a g i n e r l ' e x i s t e n c e d ' u n 6 q u i l i b r e s ta- t i o n n a i r e e n t r e les t -RNA fix6s et l es ~t-RNA n o n

t e m e n t l ' 6 v o l u t i o n pond .6 ra le des z o n e s c o r r e s p o n - d a n t e s de la g l a n d e ( t a b l e a u I). A p a r t i r du 5 ° jour , la p o p u l a t i o n des t -RNA s ' e n r i c h i t en e sp6ces n 6 c e s s a i r e s h la s y n t h 6 s e des p r o t 6 i n e s de la soie. Ces t -RNA c o n t i n u e n t d o n c d ' e t r e p r o d u i t s ac t ive - m e n t au d 6 b u t de la phas,e de s 6 c r 6 t i o n , c o m m e le

TABLEAU II.

Evolution des t-RNA (picomoles/glande).

S6cr6tenr 4' jour/S6cr6teur 6' jour - - / " - -

t-RNA du [ t-RNA total surnageant r6f. (9}

t-RNA . (x} p cent p. cent _ _ . p,comoles ~ ... . .

Ala . . . . . . I 120 17,5 / 36,5 Arg . . . . . . ', 12 Asp . . . . . . Glu . . . . Gly.. .~ H i s . . • I I le. . . Leu. . . Lys . . . . Met . . . . Phe . . . . Pro . . . . S e r . . . . T h r . . . T rp . . . : . . ! Tyr . . . . . . I Val . . . . . . '~

60 6,4 45 3,7

140 21,1 10 65 7O 4O 25 16

2 90 10,9 65

100 13,7 3I

4 ,6 1,9

43,6

0,4 0 ,4 0 ,4 0 ,4

7 ,7

4 ,2

S6cr6teur 8' jour

t-RNAr6f, total ! t-RNA du surnageant

(4)p. cent p. cent p.( picomoles picomoles XcXJn t

3 8 5 _ 1 5 o 22,6[ 530 ]24 34 14

6 4 ___ lO 52 + 21

720 ~__ 50

30 + 15

238 + 52 75 "~ 12

165 -{- 70

3 ,8 3 ,0

42,4

14,0

9,7

130 100 470

12 75 95 42 46 22

5 180

70

220 55

5,9 4 ,5

21,1

8,1

9,9

5 ,7 3 ,5

29,8

9 ,3

12,0

R6servoir 7' jour

t- RNA du surnage.,nt

picomoles p. cent (xxx) p. cent

1306 4 ,6 14,1 80 8 ,2 7,0 45 2,1

120 12,3 12,7 4

32 100

34 18

24o 58 25 30 50

24,6 29,6

(*) Apr6s d6duct ion d 'un b ru i t de fond de 25 picomoles. (**) Apr6s d~duction d 'un b ru i t de fond de 50 picomoles. (***) Apr6s d~duction d 'un b ru i t de fond de 25 picomoles.

BIOCHIMIE, 1971, 53, n ° 11- 12.

Page 8: Adaptation fonctionnelle des t-RNA à la biosynthèse protéique dans un système cellulaire hautement différencié

1 1 9 4 G d r a r d C h a v a n c y , J a c q u e s D a i l l i e e t d. P . G a r e l .

c o n f i r m e n t d ' a i l l e u r s l e s f i g u r e s 6 et 7, et n e s n b i s -

s e n t p a s s e u l e m e n t u n r e n o u v e l l e m e n t i n t e n s e d e

l e u r - C C A t e r m i n a l c o m n ~ e le p e n s a i e n t KULLYEV

e t co l l . [19].

Malgr:6 tout, il f a u t c o n v e n i r q u e l e s t - R N A d u

s u r n a g e a n , t b i e n q u ' e n r i c h i s e n t - R N A m a j e u r s c o r -

r e s p o n d a n t a u x a m i n o a c i d e s , p r 6 p o n d 6 r a n t s d e s

p r o t 6 i n e s de la s o i e n e r e p r 6 s e n t e n t p a s u n 6 c h a n -

t i l l o n a b s o l m n e n t r e p r 6 s e u t a t i f d e l a p o p u l a t i o n

t o t a l e d e s t - R N A . S e u l e c e l l e - c i , e n f a i s a n t i n t e r -

v e n i r l a f r a c t i o n n o n n 6 g l i g e a b l e d e s t - R N A l i 6 s

a u x p o l y s o m e s r e s p o u s a b l e s de la p r o d u c t i o n d e

la f i b r o i n e et de la s 6 r i c i n e , p e r m e t de m e t t r e

e n 6 v i d e n c e u n e a d a p t a t i o n q u a n t i t a t i v e d e s

t - R N A [4] .

U n t r a v a i l p l u s a p p r o f o n d i , e n s y s t ~ m e h o m o -

l o g u e , e s t e n c o u r s p o u r t e n t e r de d 6 t e r m i n e r l a

p a r t e t la n a t u r e e x a c t e d e s t - R N A et d e s e s p 6 c e s

i s o a c c e p t r i c e s d i r e c t e m e n t i m p l i q u 6 s d a n s le d6-

c o d a g e d e s m - R N A d e la f i b r o i n e e t de la s ,+ r ic ine .

Bemerc iements .

N o u s r e m e r c i o n s t o u t s p 6 c i a l e m e n t M a d a m e G. DECAUSSIN (dlevage des c h e n i l l e s et p r616vement des g l andes ) et M o n s i e u r D. FHAAOL (ex t r ac t ion et d o s a g e de s t -RNA) qu i on t p r i s u n e pa r t ac t ive h c e t r a v a i l . Nos r e m e r c i e m e n t s v o n t d g a l e m e n t h M a d a m e POUYET du Cen t re de Reche rche s u r les Maeromoldcu le s (S t ras - bourg ) p o u r sos a n a l y s e s p a r u l t r a e e n t r i f u g a t i o n a n a - l y t i que . La t in , les c r i t i q u e s et conse i l s f o r m u l d s p a r MM. les p r o f e s s e u r s CHAPEVILLE, EBEL et MON1ER n o u s on t b e a u c o u p aidd d a n s l ' e x 6 c u t i o n et la p r d s e n t a t i o n de ce t r ava i l . Nous l eu r s en s o m m e s s i n e 6 r e m e n t r e con - n a i s s a n t s .

R~SUM~.

On a dtudi~ l ' 6 v o l u t i o n p o n d d r a l e des t -RNA e x t r a i t s du s u r n a g e a n t p o s t - i ' i b o s o m i q u e des pa r t i e s pos t6 - r i eu r e (sdcrdteur) ct m o y e n n e ( rdservoir ) de la g r a n d e s6r ic ig6ne du Ver h soie B o m b y x mori L, au c o u r s des p h a s e s de c r o i s s a n c e de la g l ande et de s6crd- t i on de la fibro~ne et de la s6r ic ine au d e r n i e r fige l a r v a i r e . D a n s le s~cr6 teur qu i p r o d u i t la f ibroine, los t -RNA a u g m e n t e n t du 1 ~r au 8 ~ j o u r d ' u n f a c t e u r 10 p o u r d6cro i t re r a p i d e m e n t d a u s les deux d e r n i e r s j o u r s a v a n t le f i l t rage du e o c o n ; d a n s le r6 se rvo i r qu i sdcr6te la s6r ic ine , on e o n s t a t e u n e dvo l u t i on paral l61e (accro is - s e m e n t c o n t i n u du 1 ~r au 7" j o u r d ' u n f a c t e u r 5).

L ' 6 v o l u t i o n i n d i v i d u e l l e de 17 esp~ces de t -RNA a 616 r6a l i s6e pa r a c y l a t i o n h d t 6 r o l o g u e in vitro, apr6s d~6ter - m i n a t i o n des c o n d i t i o n s o p t i m a l e s . On me t en 6v idence la p r 6 p o n d d r a n c e des t -RNA c o r r e s p o n d a n t a u x a m i n o - ac ides m a j e u r s des p r o t 6 i n e s s o y e u s e s . Les t-RNAAla, t-RNAGly, t-RNASer et t-RNATy~" du s6cr6 teur a i n s i q u e les t-RNASer, t-RNAAIa, t -RNAolu, t-RNA(~ly et t -RNAAsp du rd se rvo i r r e p r d s e n t c n t les 2/3 de la p o p u l a t i o n des t -RNA a u x 8 ~ et 7" j o u r s r e s p e e t i v e i n e n t .

On obse rve u n e 6 v o l u t i o n d i f fdren te pou r d e u x g r o u p e s de t -RNA : ccux qu i p a r t i c i p e n t h la p r o d u c - t i on de la fibroi 'ne et de la sd r ie ine avec u n e concen - t r a t i o n m a x i m a l e a u x 7-8" j o u r s et ceux qu i p a r t i c i p e n t

a u x a u t r e s s y n t h b s c s i i ro td iques avec u n m a x i m u m a u x 4-5 ° j o u r s .

ZUSAMMENFASSUNG.

Die t -RNS Ar ten des h i n t e r e n , s e z e r n i e r e n d e n Tei l s des Sp inad r f i s e (Secre leur) der S e i d e n r a u p e (Bombyx mori L) u n d des i n i t t l e r en Toi ls (Rese rvo i r ) s ind wi ih rend der W a c h s t u m s p e r i o d e uiid w i i h r e n d tier Sek re t i on yon F i b r o i n u n d Ser ic in im l e t z t en L a r v e n - s t a d i u m a u s d e m p o s t r i b o s o m a l e n U b e r s t a n d ex t r a - h i e r t u n d ihre q u a n t i t a t i v e E n t w i c k l u n g ve r fo lg t w(ir- den . h n s e z e r n i e r e n d e n , F i b r o i n p r o d u z i e r e n d e n Dr i i sen te i l n i m m t die t -RNS v o m ers ten b i s a c h t e n Tag u m e inen F a k t o r 10 zu, u m in den l e t z t en be iden T a g e n vor d e m S p i n n e n des Kokons r a s c h w iede r a b z u n e h m e n ; im R e s e r v o i r - A n t e i l , der Ser ic in p r o d u - z ie r t u n d den S e i d e n f a d e n s tape l t , l i iuf t d ie E n t w i - c k l u n g para l l e l : v o m e r s t e n h i s s i eb t en Tag u m e i n e n F a k t o r 5.

Die i n d i v i d u e l l e E n t w i c k l u n g der 17 t -RNS Ar ten is t m i t t e l s h e t e r o l o g e r A c y l i e r u n g in vitro u n t e r s u c h t worden , n a c h d e i n die o p t i m a l e n B e d i n g u n g e n daf i i r a u s f i n d i g g e m a c h t w o r d e n w a r e n . W i t h a b e n g e f u n d e n , d a s s die t -RNS A r t e n v o r h e r s c b e n , die den h / iu f igs ten A m i n o s i i u r e n de r S e i d e n p r o t e i n e e n t s p r e c h e n : die t-RNSAla, t-RNSGIy, t-RNSSer u n d t-RNSTyr im Secre- t e u r u n d die t-RNSSer, t-RNSAla, t-RNSGly, t-RNSG]u, t-RNSAsp im R e s e r v o i r m a c h e n am 8. bzw. a m 7. Tag 2 /3 des ganzcn t -RNS aus .

L ine u n t e r s c h i e d l i c h e E n t w i c k l u n g zwe ie r t -RNS G r u p p e n w u r d e f e s t g e s t e l l t : a u f der e i n e n Sei te die t -RNS Ar tcn , die a n de r H e r s t e l l u n g yon F i b r o i n u n d Ser ic in l n i t w i r k e n , m i t e i n e r m a x i m a l e n K o n z e n t r a t i o n a m 7. u n d 8. Tag , a u f der a n d e r e n Seite die t -RNS Ar ten , die an de r S y n t h e s e der f i b r i g e n P r o t e i n e be t e i l i g t s ind , m i t e i n e m M a x i m u m a m 4. b i s 5 Tag.

B IBLIOGRAPHIE .

1. DAn.LIE J., C. R. Acad. Sci., 261, 4872, (1965). 2. GILLOT S. et DA1LLIE J., C. R. Acad. Sci., 266, 2295,

(1968). 3. NEULAT-POnT1ER M. M., Thbse de Doc to r a t d 'E ta t ,

Lyon , (1968). 4. GAREL J. P., MANDEL P., CHAVANCY G. et DAILLIE J.,

FEBS Letters, 7, 327, (1970). 5. GAnEL J. P., MANDEL P., CHAVANCY G. et DAILLIE J,,

Biochimie, 53, 1195, (1971). 6. GAREL J. P., MANDEL P., CHAVANC'Y G. et DAILLIE J.,

FEBS Letters, 12, 249, (1971). 7. KIRBY ](. S., Biochem. J., 96, 266, (1965). 8. GAREL J. P., VIRMAUX N. et MANDEL P., Bull. Soc.

Chim. biol., 52, 987, (1970). 9. MATSUZAKI K., Biochim. Biophys. Acta, 114, 222,

(1966). 10. MIURA K. K. et MATSUZAKI K., Biochim. Biophys.

Acta, 91, 427, (1964). 11. BnUNNGRABER E. F., Biochem. Biophys. Res. Com.,

8, 1, (1962). 12. Roc~ H., WEHRLI W. et STAEHELIN M., Biochim. Bio-

phys. Acta, 195, 13, (1969). 13. BEFIInT N., C o m m u n i c a t i o n p e r s o n n e l l e . 14. ROBISI)N B. et ZXMMEnMAN T. P., Anal. Biochem.,

37, 11, (1970). 15. GAREL J. P., o b s e r v a t i o n non publ ide . 16. QUINCEY R. V. et WILSON S. H., Proc. Nat. Acad. Sci.,

64, 981, (1969). 17. DAILLIE J., GRASSET L., PRUDHOMME J. C., BECK J. P.

et EBEL J. P., FEBS Letters, 13, 321, (1971). 18. WElL J. H., Bull. Soc. Chim. Biol., 51, 1479, (1969). 19. KULLYEV P. et MAMEDNIYAZOV O. N., Izv. Akad. Nallk.

Turkm. SSR, 3, (1967).

BIOCHIMIE, 1971, 53, n" 1 1 - 12.