Comment les changements environnementaux affectent les formes de l'ARN dans les cellules vivantes
Ces résultats laissent entrevoir la possibilité d'utiliser ces connaissances pour affiner les cultures ou développer des thérapies à base d'ARN pour des maladies telles que le COVID-19.
L'impact des conditions environnementales sur les structures dynamiques des ARN dans les cellules vivantes a été révélé par une technologie innovante développée par des chercheurs du John Innes Centre.
Nouvelle technologie capable de profiler la structure de l'ARN à la résolution d'une seule molécule dans des cellules vivantes
John Innes Centre
Cette recherche, fruit d'une collaboration entre les groupes du professeur Dame Caroline Dean FRS et du Dr Yiliang Ding, nous permet de mieux comprendre ce qui se passe au niveau cellulaire en réponse aux signaux environnementaux. Il est donc possible que nous utilisions ces connaissances pour affiner les cultures ou développer des thérapies à base d'ARN pour des maladies telles que le COVID-19 (SRAS-COV-2).
Des recherches antérieures menées par ces groupes ont montré que deux éléments génétiques importants, COOLAIR et FLC, interagissent pour réguler les réponses moléculaires des plantes au chaud et au froid.
Mais la manière dont la structure de l'ARN de COOLAIR contribue à la régulation de FLC - un frein génétique à la floraison chez les plantes - n'était pas claire.
Les chercheurs du groupe Ding ont développé une nouvelle technologie capable de profiler la structure de l'ARN à la résolution d'une seule molécule dans des cellules vivantes.
L'utilisation de cette technique leur a permis d'observer les changements structurels de l'ARN. Dans des conditions chaudes, l'ARN COOLAIR adopte trois structures prédominantes et ces formes et proportions ont changé après que les plantes aient été exposées à des températures froides.
Ils ont remarqué que les changements de conformations de l'ARN dans une région hyper-variable de COOLAIR modifiaient l'expression des FLC.
En introduisant des mutations dans la séquence de cette région de l'ARN, les chercheurs ont pu modifier le temps de floraison des plantes.
Le Dr Ding a déclaré : "Nos travaux ont montré que les ARN peuvent adopter différentes conformations, ou structures. Ces diverses conformations changent dynamiquement en réponse à des conditions externes. Dans cette étude, en ajustant la structure de l'ARN, nous avons modifié le temps de floraison de la plante".
La compréhension de la manière dont la structure de l'ARN affecte la fonction de l'ARN et la capacité de modifier les génomes des plantes au niveau cellulaire de l'ARN augmentent la possibilité de concevoir des types de cultures présentant des caractéristiques agronomiques et nutritionnelles plus souhaitables.
Le groupe affirme que cette technologie peut également être appliquée aux cellules humaines, où les structures d'ARN pourraient servir de guide pour la conception de thérapies à base d'ARN.
Le premier auteur, le Dr Pan Zhu, a déclaré : "Chaque ARN est susceptible d'avoir ses propres paysages de structure d'ARN et ses diversités conformationnelles. Notre technologie nous permettra d'explorer l'importance fonctionnelle omniprésente des structures d'ARN dans les ARN d'intérêt tels que le SARS-COV-2."
Le groupe va maintenant chercher à partager sa nouvelle technologie avec des collaborateurs industriels ou universitaires spécialisés dans les ARN.
Au cours du processus d'expression génétique, l'ADN est transcrit en ARN, qui est ensuite utilisé pour fabriquer des protéines. L'ARN est souvent appelé la "molécule maigre" parce qu'il est monocaténaire, mais des travaux récents ont mis en évidence sa diversité structurelle et la manière dont ces structures affectent la régulation des gènes et la synthèse des protéines.
Chez les plantes, FLC agit comme un frein à la floraison, un élément clé d'un mécanisme moléculaire qui garantit que la plante ne fleurit que lorsqu'elle a atteint un niveau requis d'exposition au froid. COOLAIR est un antisens de FLC, qui se lie à lui et l'empêche d'être transcrit après une exposition au froid. La connaissance de ces mécanismes sera essentielle pour comprendre les conséquences du changement climatique.
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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