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Révéler les secrets de la réparation de l'ADN

Matériel génétique de la plupart des organismes vivants, l'ADN est extrêmement sensible à de nombreux facteurs, comme les radiations. Dans de nombreuses lésions, les atteintes au niveau de l'ADN provoquent une déficience de la transcription dans les cellules; un processus durant lequel les informations de l'ADN sont transférées vers l'ARN lors de la première étape de la synthèse protéinique. Ce projet a permis d'accéder à une meilleure compréhension des facteurs essentiels affectant les mécanismes de transcription et de réaction.
Révéler les secrets de la réparation de l'ADN
Composant principal des chromosomes dans le noyau cellulaire, l'ADN joue un rôle central dans la détermination des caractéristiques héréditaires. Les mutagènes ont une influence multiple et décisive sur l'ADN qui se traduit notamment par l'apparition de modifications dans la structure ADN des gènes, d'interférences avec le système de codage ou d'atteintes chromosomiques. Les agents affectant l'ADN peuvent être des produits chimiques ou des radiations comme les UV. Dans les lésions comme le syndrome de Cockayne (CS), les cellules, très sensibles aux mutagènes, sont incapables de réparer les destructions en inhibant la synthèse de l'ARN.

Compte tenu de la cinétique de réparation, on attribuait la responsabilité de la transcription défectueuse dans les cellules CS à l'initiation déficiente du mécanisme de transcription après induction de dommages dans l'ADN. En d'autres termes, on pensait que l'ADN endommagé retardait l'initiation de la transcription, enrayant ainsi la réparation des cellules.

Dans le cadre de ce projet, les chercheurs ont testé cette hypothèse en étudiant les effets d'un rayonnement UV sur la transcription. Ils ont réussi, à l'aide d'un système de transcription in vitro, à désolidariser l'initiation de la transcription de ses effets ultérieurs. Etant donné que la cinétique de transcription des extraits nucléaires ressemble à celle des cellules intactes, ils ont étudié les extraits nucléaires de cellules humaines normales et de cellules CS soumises à un rayonnement UV afin d'évaluer l'activité de transcription. D'après les résultats obtenus, les cellules normales présentent une diminution de l'activité de transcription une heure après avoir été exposées au rayonnement UV, mais cette activité est totalement restaurée au bout de 6 heures. Par contre, les extraits des cellules CS (détériorées) présentent, après exposition au rayonnement UV, une réduction constante de leur activité de transcription. De plus, cette réduction de l'activité de transcription est accompagnée d'une forte diminution d'une forme d'ARN polymérase II, laquelle est utilisée dans le complexe d'initiation.

Ces découvertes montrent que l'inhibition de la transcription par rayonnement UV implique à la fois une répression de l'initiation de la transcription ainsi qu'un effet de phosphorylation de l'ARN polymérase II pendant l'activité d'initiation de la transcription. Ceci signifie que le blocage de l'initiation de la transcription est l'un des facteurs inhibiteurs du processus de réparation. De plus, la mise en évidence d'une hypophosphorylation de l'ARN polymérase II après détérioration de l'ADN semble être la raison essentielle de la restauration de l'initiation de l'activité de transcription. L'importance des protéines CS lors du processus reste pour l'instant inconnue.

Le travail de recherche effectué a utilisé une nouvelle technique de rayonnement UV local combinée à un marquage immunofluorescent afin d'étudier l'assemblage du complexe de la NER (réparation par excision de nucléotide) dans les cellules humaines normales et dotées d'un système de réparation déficient (xeroderma pigmentosum). Les recherches ont permis d'identifier le facteur NER le plus important du mécanisme de réaction provoquant le rassemblement de tous les facteurs NER, y compris les facteurs de réparation de la transcription. Finalement, ces recherches ont permis d'accéder à une meilleure compréhension de l'hypothèse d'un assemblage séquentiel des protéines de réparation à l'endroit de la détérioration.

Les résultats du projet ont un vaste champ d'application dans les domaines de la biotechnologie et en particulier du génie génétique et du génie protéique. Une meilleure compréhension du monde microscopique des cellules peut grandement contribuer à la conception et la mise en oeuvre de nouvelles thérapies pour les maladies non traitées comme le cancer.

Informations connexes

Numéro d'enregistrement: 80388 / Dernière mise à jour le: 2005-09-18
Domaine: Biologie, Médecine