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The mutation-buffering capacity of RNA chaperones

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De nouvelles informations sur les mutations de l’ARN et le rôle des «chaperons»

L’ADN est le schéma de la vie. L’ARN est habituellement considéré comme sa transcription, qui fournit les instructions sur la manière de créer toutes les différentes protéines qui conforment et maintiennent l’organisme. Un projet de l’UE a examiné les chaperons d’ARN, qui aident l’ARN à se former correctement et atténuent l’apparition de mutations.

Recherche fondamentale

Les acides ribonucléiques (ARN) sont une catégorie de molécules monobrin qui représentent des copies mobiles des informations présentes dans notre ADN. Elles sont traduites en protéines pour construire notre organisme. Cependant, l’ARN et ses fonctions restent encore un mystère. Au cours des 30 dernières années, les scientifiques ont découvert que cette molécule est capable de bien plus que de jouer un rôle d’intermédiaire entre l’ADN et les protéines. Le projet de l’UE MuRChap en a appris davantage sur les normes régissant les chaperons d’ARN. Ces recherches ont été menées à l’Imperial College London, grâce au soutien du programme Marie Skłodowska-Curie. Les transcrits d’ARN sont des chaînes d’informations et, tout comme les vraies chaînes, elles peuvent se plier, se courber et se fixer. «Ce processus de fixation, que nous appelons pliage, peut aisément mal tourner», explique Tobias Warnecke, chercheur et responsable du Groupe de systèmes moléculaires au MRC London Institute of Medical Sciences et à l’Imperial College London. «Les chaperons d’ARN permettent aux ARN de se plier correctement.»

Des chaperons astucieux

Le projet s’est concentré sur les mutations qui augmentent les probabilités qu’un ARN se plie de manière défectueuse, en examinant comment les chaperons d’ARN amortissent ou atténuent ces mutations. «De nombreuses mutations sont “neutres”, c’est-à-dire qu’elles n’ont aucun effet sur votre survie ou votre succès reproductif», explique M. Warnecke. «Certaines, en revanche, sont délétères. Le chaperon peut rendre presque invisibles certaines mutations qui seraient autrement problématiques.» L’équipe de MuRChap a utilisé un organisme appelé tetrahymena, fréquent dans les étangs, et a examiné les introns du groupe I, qui s’intègrent dans les gènes de l’organisme hôte. Ce fragment d’introns peut se séparer du transcrit d’ARN par ses propres moyens avant d’être traduit en protéine. La structure de l’ARN est importante pour l’intron; ce dernier peut se séparer seulement s’il est plié correctement. Les chercheurs ont introduit des dizaines de milliers de mutations dans les introns du groupe I, générant ainsi presque toutes les combinaisons possibles de mutations dans une petite section de l’ARN, dont ils connaissent le caractère essentiel à son fonctionnement. Ils ont mis au point l’expérience de manière à ce que chaque copie d’ARN soit produite par une cellule différente d’Escherichia coli. La cellule peut survivre seulement si l’intron se plie de manière adéquate. «Nous pouvons alors mesurer la gravité de certaines mutations en surveillant les combinaisons de mutations qui ne sont plus présentes après la multiplication des cellules d’E. coli», signale M. Warnecke. Les résultats ont été concluants: «Nous avons découvert que le chaperon d’ARN a un effet sur la survie des combinaisons de mutations, déterminant celles qui survivent et celles qui ne sont pas transmises.» Toutefois, l’effet des chaperons d’ARN sur les combinaisons de mutations tolérées et non tolérées reste complexe. M. Warnecke espère que d’autres recherches fondamentales feront suite à ces travaux afin de renforcer les connaissances, ouvrant ainsi la voie à des outils à base d’ARN pour lutter contre les maladies génétiques. «Nous souhaitons améliorer notre compréhension sur la prévalence des effets tampons. Par exemple, les chaperons d’ARN du génome humain fournissent-ils un effet tampon similaire à celui observé dans notre modèle simple? Si tel est le cas, est-ce que cet effet tampon influence les mutations du génome humain?», s’interroge M. Warnecke.

Mots‑clés

MuRChap, chaperons d’ARN, outils à base d’ARN, mutations, effet tampon

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