Les origines moléculaires de la diversité
Selon le dogme central de biologie, l'ADN est transcrit en ARN messager (ARNm), qui est ensuite traduit en protéine. La régulation de l'expression génétique est effectuée à différents niveaux pendant le processus complet. L'encodage potentiel et la versatilité fonctionnelle des gènes sont considérablement renforcés par l'EA, un processus selon lequel l'ARNm est transformé en maintenant ou en ignorant des exones pour générer différents isoformes de protéines. Les scientifiques du projet EVOALTSPLICE, financé par l'UE, ont étudié l'évolution des mécanismes d'EA chez les vertébrés. L'idée était d'identifier les modes d'épissage biologiquement informatifs et conditionnels. Les chercheurs d'EVOALTSPLICE ont comparé les transcriptomes de plusieurs organes de 10 espèces de vertébrés s'étendant sur 350 millions d'années d'évolution. Ils ont conclu que le profil d'EA de gènes dans ces organes correspond plus à la simple identité d'une espèce plutôt qu'à un type d'organe, même en comparant des espèces qui ont divergé seulement il y a environ 6 millions d'années. En utilisant une méthode informatique, ils ont identifié avec succès des combinaisons d'éléments cis régulateurs qui pourraient agir en tant que marqueurs prévisibles pour les modes d'épissage qui dépendent des tissus dans les espèces de vertébrés. Des données provenant d'un modèle de souris ont démontré que les modes d'EA sont généralement contrôlés par des caractéristiques cis régulatrices bien conservées. Néanmoins, seul un sous-ensemble d'évènements d'EA capable de provoquer des altérations aux niveaux des interactions entre protéines était probablement responsable de la diversification de l'épissage et des différences phénotypiques des vertébrés. Les chercheurs ont trouvé que la rétention d'introns, responsable de l'EA chez les pantes et les eucaryotes unicellulaires, est étonnamment fréquente chez les mammifères et affecte près de 75 % des gènes multiexoniques. Les chercheurs ont également examiné un exon alternatif du gène PTBP1 en utilisant des lignées cellulaires humaines. Le saut d'exon entraîne une protéine PTBP1 moins puissante et indique que son évolution a contribué à changer de ses cibles d'épissage chez les mammifères. En utilisant le marquage d'introns et la microscopie confocale à disque rotatif, les scientifiques ont également examiné comment les différents signaux d'épissage dans des cellules humaines vivantes. Les résultats ont offert des preuves que la force du site d'épissage a un impact sur la cinétique d'épissage. Les travaux effectués par le groupe EVOALTSPLICE ont contribué à des publications dans des revues scientifiques de prestige dont Science, Molecular Cell, Nature, Genome Research et Molecular Microbiology. La recherche sur l'épissage et la transcription génétique a une grande implication sur la biologie moléculaire ainsi que sur le développement et la maladie.
