23.06.2022 - Westfälische Wilhelms-Universität Münster

Les biochimistes utilisent un nouvel outil pour contrôler l'ARNm par la lumière

Une équipe de chercheurs a découvert qu'en utilisant des FlashCaps, ils étaient capables de contrôler la traduction de l'ARNm par la lumière.

L'ADN (acide désoxyribonucléique) est une longue chaîne de molécules composée de nombreux composants individuels et constitue la base de la vie sur Terre. La fonction de l'ADN est de stocker toutes les informations génétiques. La traduction de cette information génétique en protéines - dont un organisme a besoin pour fonctionner, se développer et se reproduire - se fait par l'intermédiaire de l'ARNm (acide ribonucléique messager). L'ADN est transcrit en ARNm, et l'ARNm est à son tour traduit en protéines (biosynthèse des protéines). En d'autres termes, l'ARNm fonctionne comme un support d'information. Des biochimistes de l'université de Münster ont mis au point un nouvel outil biochimique capable de contrôler la traduction de l'ARN à l'aide de la lumière. Ces "FlashCaps" permettent aux chercheurs de contrôler divers processus cellulaires dans l'espace et dans le temps et, par conséquent, de déterminer les fonctions fondamentales des protéines.

Contexte et méthode utilisée

Les fonctions d'une cellule dépendent de molécules spéciales, les enzymes. Les enzymes sont des protéines qui participent aux réactions chimiques dans la cellule. Elles aident à synthétiser les produits du métabolisme, à faire des copies des molécules d'ADN, à préparer l'énergie nécessaire aux activités de la cellule, à modifier l'ADN et à dégrader certaines molécules. Afin de développer un outil permettant aux scientifiques de déterminer non seulement quelles enzymes remplissent quelles fonctions, mais aussi ce qui se passe lorsque celles-ci ne sont activées que dans certaines zones, l'équipe de chercheurs dirigée par le professeur Andrea Rentmeister de l'Institut de biochimie de l'université de Münster a utilisé des FlashCaps synthétisées chimiquement. Les FlashCaps sont dotés d'un groupe protecteur dit photolabile - des groupes chimiques qui peuvent être éliminés par irradiation à la lumière - et sont incorporés dans l'ARNm lors de la synthèse de l'ARN.

La particularité de cette stratégie est que, contrairement à d'autres études, aucune modification de la séquence de l'ARNm n'est nécessaire. Il suffit d'incorporer une petite molécule (le FlashCap) pour bloquer presque complètement la traduction d'un long ARNm. Après irradiation par la lumière, on retrouve l'ARNm naturel - sans aucune modification. "En utilisant nos FlashCaps", explique Nils Klöcker, l'un des principaux auteurs de l'étude et doctorant à l'Institut de biochimie, "il est désormais possible pour chaque laboratoire dans le monde d'activer n'importe quel ARNm d'intérêt avec de la lumière sans aucune étape supplémentaire."

Grâce à une synthèse organochimique élaborée, l'équipe de chercheurs de Münster a pu mettre au point les FlashCaps - une molécule permettant de contrôler la traduction des ARNm au moyen de la lumière. Ils ont montré que cette stratégie inhibe efficacement la traduction et, après irradiation par la lumière dans les cellules, la réactive. La différence entre cette approche et d'autres stratégies réside non seulement dans le fait que les FlashCaps peuvent être utilisés par tous les laboratoires - sans qu'aucune expertise particulière ni protocole spécial ou modification ne soit nécessaire - mais aussi dans le fait que l'ARNm, après avoir été irradié, existe dans sa structure naturelle, ce qui facilite l'étude des processus naturels dans les cellules.

Dans leurs travaux, les chercheurs ont montré qu'ils étaient capables d'utiliser les FlashCaps pour contrôler avec succès la traduction de l'ARNm au moyen de la lumière. Ils l'ont démontré pour quatre ARNm différents dans deux lignées cellulaires différentes. "Cela représente un progrès significatif pour permettre à d'autres chercheurs d'avoir un contrôle spatial et temporel sur la traduction de l'ARNm qu'ils étudient", déclare Florian Weissenböck, également de l'Institut de biochimie. "Les FlashCaps ont le potentiel d'élargir l'éventail des méthodes utilisées dans chaque laboratoire d'ARNm".

Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.

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