Le transport de l'ARN pour le contrôle de l'expression génétique
Le contrôle de la transcription génétique et la quantité de protéine produite dans le temps et dans l'espace peuvent être régulés par le transport de l'ARN messager (ARNm). Particulièrement importantes pour des fonctions telles que le positionnement neuronal et la plasticité synaptique, des quantités variables de neurotransmetteurs moduleront la force des synapses et formeront la base de la mémoire. Par ailleurs, la perte de protéines impliquée dans la régulation du transport de l'ARN a été reliée au retard mental héréditaire. Le projet NEURORNATRANSPORT («Molecular mechanisms of mRNA transport in neurons») a cherché les ARNm localisés de manière différentielle et leurs mécanismes de transport. Les chercheurs ont utilisé le modèle de la mouche drosophile, particulièrement adéquat étant donné que le mécanisme général du transport de l'ARN est commun chez les drosophiles et l'homme. Comme mesure du contrôle post-transcriptionnel, les chercheurs se sont penchés sur les complexes de protéines d'ARNm (mRNP) qui dictent le sort de l'ARN; à savoir s'il est traduit ou détruit. À cette fin, ils ont mis au point une méthode sensible qui détecte les mRNP dans le système nerveux des larves de drosophile. Passant au crible plus de 300 régions 3'-UTR (de l'anglais, three prime untranslated region, les 3 régions qui sont non traduites), les chercheurs ont découvert que malgré que la localisation dendritique de faible niveau soit répandue et efficace, la localisation dans les dendrites représente un processus rare. Les régions 3'-UTR jouent un rôle crucial dans l'expression génétique en influençant la localisation, la stabilité, l'export, et l'efficacité de la traduction d'un ARNm. Les chercheurs du projet ont découvert une seule région 3'-UTR qui accueille un élément de localisation pour les dendrites. Par ailleurs, ils ont cartographié la région responsable et mis au point une boîte à outils d'ingénierie génomique pour tester son importance fonctionnelle. La boîte à outils CRISPR/Cas contient des souches de mouche Cas9 transgénique et un ARN guide à efficacité élevée. La Cas9 peut contrôler l'activation et la répression transcriptionnelle. Dans ce cas, le kit peut être utilisé pour étudier la localisation de l'ARNm dendritique détaillée d'un gène candidat. La nouvelle boîte à outils peut orchestrer l'ingénierie du génome avec une efficacité remarquablement élevée, et applique des modifications précises du génome au besoin. Les résultats de NEURORNATRANSPORT promettent de révéler de nouveaux renseignements sur la biologie cellulaire des neurones et ont de vastes implications sur le développement neuronal, la plasticité et la maladie.
Mots‑clés
ARN, expression génique, mécanismes moléculaires, système nerveux, ingénierie du génome
