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L'exosome est un complexeprotéique capable de dégrader les différents types demolécules d'ARN (acide ribonucléique).
On le trouve à la fois dans lescelluleseucaryotes et lesarchées, tandis que les bactéries ont un simple complexe appelédégradosome qui exécute des fonctions similaires.
Le cœur du complexe est une vésicule membranaire de 60-80 nm de diamètre, structure circulaire formée de six protéines sur lesquelles viennent se fixer d'autres protéines.
Dans les cellules eucaryotes, l'exosome est présent dans lecytoplasme, lenoyau et en particulier lenucléole. Différentes protéines entrent en interaction avec le complexe dans ces différents compartiments afin de réguler l'activité de dégradation de l'exosome sur des substrats spécifiques à cescompartiments cellulaires. Les substrats de l'exosome comprennent l'ARN messager, l'ARN ribosomique,ARN non codant, transcrits en fin de vie et de nombreuses espèces de petits ARN. L'exosome intervient aussi dans leNonsense mediated decay ou NMD, un mécanisme de contrôle qualité qui assure la dégradation des ARNm comportant descodons stop prématurés.
La dégradation se fait essentiellement par coupure exonucléolytique, ce qui signifie que l'exosomehydrolyse la chaîne d'ARN à partir d'une extrémité (l'extrémité 3' dans ce cas), plutôt que de cliver l'ARN à des sites internes.
Même si aucune relation de causalité entre le complexe et une maladie n'est connue, plusieurs protéines du complexe de l'exosome sont la cible d'anticorps spécifiques chez des patients atteints demaladies auto-immunes (notamment lascléromyosite) et certains médicaments utilisés dans les chimiothérapies anticancéreuses agissent en bloquant l'activité de ce complexe.
Les exosomes de cellules dendritiques (CDs, qui sont les seules cellules présentatrices d’antigènes capables d’activer les lymphocytes T naïfs ; étape indispensable à l’initiation des réponses immunitaires) suscitent de fortes réponses immunitaires anti-tumorales chez la Souris, et parfois le rejet total et durable de tumeurs établies[1].
L'exosome a été découvert pour la première fois commeRNase en 1997, sur des cultures de levures deSaccharomyces cerevisiae, un organisme souvent utilisé comme modèle[2]. Peu de temps après, en 1999, on s'est aperçu que l'exosome était en fait l'équivalent chez la levure d'un complexe déjà découvert dans les cellules humaines, appelé lePM/Scl complex, qui avait été identifié comme un autoantigène chez des patients atteints de certaines maladies auto-immunes quelques années plus tôt (voir ci-dessous)[3]. La purification de cette substance a permis l'identification de la plupart des protéines de l'exosome humain et, finalement, la caractérisation de tous les composants du complexe[4],[5]. En 2001, la quantité croissante de données génétiques devenues disponibles ont permis de prévoir l'existence de ces protéines chez les Archaea, mais il faudra encore deux ans avant que le premier exosome d'archaea soit purifié[6],[7].
Le cœur du complexe a une structure d'anneau composé de six des protéines qui appartiennent toutes à la même classe de ribonucléases, lesRNases PH[8]. Chez les Archaea, on trouve deux protéinesRNases PH (appeléesRrp41 etRrp42) présentes trois fois en alternance dans le cœur. Chez les Eucaryotes, on en trouve six différentes pour former la structure en anneau[9],[10]. Sur ces six protéines des Eucaryotes, trois ressemblent à la protéineRrp41 et les trois autres sont plus proches de la protéineRrp42 des Archaea[11].
Sur le dessus de cet anneau se situent trois protéines qui ont un domaine de liaison à l'ARN (RNA binding domain ou RBD) de type S1. Deux de ces protéines ont, en outre, un domaine analogue à laprotéine K (K-homology ou KH)[8]. Chez les Eucaryotes, les trois protéines liées à l'anneau sont différentes tandis que chez les Archaea, il n'y a qu'un ou deux types de protéines faisant partie de l'exosome même s'il y a toujours trois protéines jointes au complexe[12].
