L'équipe de réparation Moss travaille également sur les humains
"Si nous pouvions corriger les sites défectueux du code génétique grâce à des méthodes d'édition de l'ARN, cela offrirait potentiellement aussi des points de départ pour le traitement des maladies héréditaires."
Pour que tout se passe bien dans les cellules vivantes, l'information génétique doit être correcte. Mais malheureusement, les erreurs dans l'ADN s'accumulent au fil du temps en raison des mutations. Les plantes terrestres ont développé un mode de correction particulier : elles n'améliorent pas directement les erreurs dans le génome, mais plutôt de manière élaborée dans chaque transcription individuelle. Des chercheurs de l'université de Bonn ont transplanté ce mécanisme de correction de la mousse Physcomitrium patens dans des cellules humaines. Étonnamment, le correcteur s'est mis à fonctionner là aussi, mais selon ses propres règles. Les résultats ont été publiés dans la revue "Nucleic Acids Research".
L'éditeur PPR56, qui n'agit que dans les mitochondries chez la mousse, édite plus de 900 positions différentes dans les transcriptions nucléaires des cellules humaines.
Elena Lesch/University of Bonn
Dans les cellules vivantes, il y a beaucoup de circulation comme sur un grand chantier de construction : Chez les plantes terrestres, les plans sous forme d'ADN sont stockés non seulement dans le noyau cellulaire, mais aussi dans les centrales électriques de la cellule (mitochondries) et les unités de photosynthèse (chloroplastes). Ces plans contiennent les instructions de construction des protéines qui permettent les processus métaboliques. Mais comment les informations du plan sont-elles transmises dans les mitochondries et les chloroplastes ? En créant des transcriptions (ARN) des parties souhaitées du schéma directeur. Ces informations sont ensuite utilisées pour produire les protéines requises.
Les erreurs s'accumulent au fil du temps
Toutefois, ce processus ne se déroule pas entièrement sans heurts. Au fil du temps, des mutations ont provoqué l'accumulation d'erreurs dans l'ADN qui doivent être corrigées pour obtenir des protéines parfaitement fonctionnelles. Sinon, l'approvisionnement en énergie des plantes s'effondrerait. À première vue, la stratégie de correction semble plutôt bureaucratique : au lieu d'améliorer les erreurs directement dans le schéma directeur - l'ADN - elles sont nettoyées dans chacune des nombreuses transcriptions par des processus d'édition de l'ARN.
Par rapport à l'impression typographique, cela reviendrait à corriger chaque livre à la main, plutôt que d'améliorer les plaques d'impression. "Nous ne savons pas pourquoi les cellules vivantes font cet effort", explique Mareike Schallenberg-Rüdinger, de l'Institut de botanique cellulaire et moléculaire (IZMB) de l'université de Bonn. "On peut supposer que ces mutations ont augmenté lorsque les plantes se sont propagées de l'eau à la terre au cours de l'évolution."
En 2019, l'équipe de l'IZMB dirigée par le professeur Volker Knoop a réussi à transplanter des processus d'édition de l'ARN de la mousse Physcomitrium patens dans la bactérie Escherichia coli. Il a été démontré que les protéines de réparation de la mousse peuvent également modifier l'ARN de ces bactéries.
Aujourd'hui, des chercheurs de l'Institut de botanique cellulaire et moléculaire, en collaboration avec l'équipe dirigée par le professeur Oliver J. Gruss de l'Institut de génétique de l'Université de Bonn, sont allés plus loin : Ils ont transféré le mécanisme d'édition de l'ARN de la mousse dans des lignées cellulaires humaines standard, y compris des cellules rénales et cancéreuses, par exemple. "Nos résultats ont montré que le mécanisme de correction des plantes terrestres fonctionne également dans les cellules humaines", rapporte la première auteure, Elena Lesch. "Cela était inconnu auparavant".
Mais ce n'est pas tout : les machines d'édition de l'ARN PPR56 et PPR65, qui n'agissent que dans les mitochondries de la mousse, introduisent également des changements de nucléotides dans les transcriptions d'ARN du noyau cellulaire dans les cellules humaines.
Plus de 900 cibles
De manière surprenante pour l'équipe de recherche, PPR56 apporte des modifications à plus de 900 points d'attaque dans les cibles des cellules humaines. Chez la mousse, en revanche, ce correcteur d'ARN n'est responsable que de deux sites de correction." Il y a beaucoup plus de transcriptions d'ARN nucléaires dans les cellules humaines que de transcriptions mitochondriales dans la mousse", explique le Dr Mareike Schallenberg-Rüdinger. "Par conséquent, il y a aussi beaucoup plus de cibles à attaquer pour les éditeurs". Bien que les éditeurs suivent un code particulier, à ce stade, il n'est pas encore possible de prédire avec précision où les machines d'édition apporteront des changements dans les cellules humaines.
Toutefois, l'abondance des cibles d'édition de l'ARN dans les cellules humaines offre également la possibilité d'en savoir plus sur les mécanismes de base des correcteurs dans le cadre d'études ultérieures. Cela pourrait servir de base à des méthodes permettant d'induire une modification très spécifique de l'ARN dans les cellules humaines au moyen d'un correcteur. "Si nous pouvions corriger les sites défectueux du code génétique avec des méthodes d'édition de l'ARN, cela offrirait potentiellement aussi des points de départ pour le traitement des maladies héréditaires", déclare Schallenberg-Rüdinger, en se tournant vers l'avenir. "Reste à savoir si cela fonctionnera".
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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