Lire les structures de l'ARN en temps réel
La sclérose latérale amyotrophique (SLA), communément appelée maladie de Lou Gehrig et maladie de Stephen Hawking, est une maladie neurodégénérative qui entraîne la perte progressive du contrôle des muscles du corps. Elle est actuellement incurable et la cause de la maladie est inconnue dans plus de 90 % des cas, bien que l'on pense que des facteurs génétiques et environnementaux soient impliqués.
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Les groupes de recherche du Dr Akira Kitamura, de la faculté des sciences de la vie avancées de l'université d'Hokkaido, et du professeur Jerker Widengren, de l'Institut royal de technologie KTH, en Suède, ont mis au point une nouvelle technique capable de détecter une structure caractéristique de l'ARN en temps réel dans des cellules vivantes. Cette technique, qui repose sur la spectroscopie par fluorescence, a été publiée dans la revue Nucleic Acids Research.
"L'un des facteurs génétiques qui serait impliqué dans le développement de la SLA est une séquence spécifique d'ARN qui forme une structure à quatre brins, appelée G-quadruplex", explique Kitamura, premier auteur de l'étude. "Normalement, ces structures régulent l'expression des gènes. Cependant, une mutation du chromosome 9 chez l'homme entraîne la formation de G-quadruplexes qui pourraient jouer un rôle dans les maladies neurodégénératives, dont la SLA."
L'un des principaux obstacles à la compréhension du rôle exact des quadruplexes G dans les maladies a été les limites de l'étude de leur formation et de leur localisation dans les cellules vivantes en temps réel. Les groupes Kitamura et Widengren ont réussi à mettre au point une technique simple, robuste et largement applicable qui résout les problèmes existants.
La technique suit un colorant cyanine appelé Alexa Fluor 647 (AF647). Lorsqu'il est marqué à l'ARN, l'état de clignotement de la fluorescence du colorant est modifié par la formation des G-quadruplexes de l'ARN. Les groupes ont analysé l'ARN marqué à l'AF647 en utilisant une technique de microscopie appelée TRAST (TRAnsient STate) pour détecter ce clignotement de fluorescence en temps réel.
"Visuellement, les changements d'intensité de la fluorescence en fonction du temps apparaissent comme un clignotement", a déclaré Kitamura, décrivant la technique. "Dans la TRAST, nous exposons les cellules à un modèle spécifique de changement d'intensité lumineuse et nous mesurons l'intensité moyenne de la fluorescence émise par le colorant lié à l'ARN dans les cellules pendant des intervalles de temps spécifiques. En mesurant les changements dans les propriétés de clignotement, nous pouvons distinguer les structures de l'ARN dans la cellule."
L'équipe a calibré son expérience dans des conditions de laboratoire, en déterminant exactement quel clignotement de fluorescence correspondait aux G-quadruplexes d'ARN. À partir de ces données, ils ont pu déterminer l'emplacement des G-quadruplexes d'ARN dans les cellules vivantes en utilisant le TRAST.
Ces travaux prouvent que les colorants cyanines peuvent fournir des paramètres de lecture sensibles sur les états de repliement des G-quadruplexes d'ARN dans les cellules vivantes, et même pour des cellules uniques. Ceci, à son tour, permet d'étudier les G-quadruplexes d'ARN dans les maladies en temps réel au niveau intra-cellulaire. Elle peut également être appliquée à l'étude du repliement et du mauvais repliement des protéines dans les cellules.
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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