Les gènes sont lus plus rapidement et de manière plus négligée dans la vieillesse

Grâce à des restrictions alimentaires, ces processus peuvent être inversés

18.04.2023 - Allemagne

Dans le cadre d'un vaste projet commun, six groupes de recherche du Cluster of Excellence on Cellular Stress Responses in Age-Associated Diseases (CECAD) de l'université de Cologne, du Max Planck Institute for Biology of Aging (MPI) de Cologne et de l'université de Göttingen ont fait les constatations suivantes, qui s'appliquent à l'ensemble du règne animal : avec l'âge, la vitesse d'élongation transcriptionnelle des gènes augmente, ce qui nuit à la qualité des produits génétiques. Des restrictions alimentaires permettraient d'inverser ces processus.

Rapide mais négligée, voilà comment la transcription des gènes évolue avec l'âge. Les chercheurs ont découvert un nouveau mécanisme moléculaire qui contribue au vieillissement en étudiant le processus de transcription dans cinq organismes modèles différents et dans une grande variété de tissus.

Le vieillissement altère un large éventail de processus cellulaires, dont beaucoup affectent la qualité et la concentration des protéines. Parmi ces processus, la lecture des gènes, connue sous le nom de transcription, est particulièrement importante, car elle est l'un des principaux régulateurs des niveaux de protéines. Bien que les experts sachent que l'expression des gènes, c'est-à-dire la conversion de l'information génétique en protéines, change avec l'âge et que le contrôle de l'expression des gènes peut être altéré, on ne savait pas si la précision du processus de transcription lui-même changeait avec l'âge et si un tel changement aurait des conséquences pertinentes pour les organismes.

C'est exactement ce que les chercheurs ont pu démontrer, ce qui réjouit Andreas Beyer, chef du groupe de travail du CECAD et professeur à l'Institut de génétique de la Faculté de mathématiques et de sciences naturelles de l'Université de Cologne : "Il s'agissait d'un projet collaboratif de grande envergure qui a duré plusieurs années et qui a impliqué plusieurs équipes du groupe CECAD et d'autres institutions scientifiques. Les données de cinq espèces ont dû être générées et analysées. Ce n'est qu'en combinant nos expertises qu'il a été possible d'étudier autant d'espèces et de types de données".

En fait, les 26 scientifiques ont étudié, à l'échelle du génome, les changements liés à l'âge dans les processus de transcription chez les nématodes, les drosophiles, les souris, les rats et les humains, y compris dans divers tissus. Ils ont découvert que la vitesse moyenne à laquelle la transcription se développe par la fixation des éléments constitutifs de l'ARN, les nucléotides, augmentait avec l'âge chez les cinq espèces. Parallèlement à l'augmentation de cette vitesse d'élongation (vitesse de la Pol II), les chercheurs ont également observé des changements dans ce que l'on appelle l'épissage, une étape supplémentaire du processus de transcription du gène à la protéine finie, au cours de laquelle le produit de transcription est à nouveau raccourci et coupé en morceaux.

Cependant, la précision de l'ensemble du processus de transcription pourrait également être contrôlée et inversée, par exemple par une restriction alimentaire ou une intervention sur la signalisation de l'insuline - deux mesures qui contribuent à l'allongement de la durée de vie, comme on le sait depuis de nombreuses années. De même, la durée de vie des mouches et le potentiel de division des cellules humaines se sont allongés lorsque les chercheurs sont intervenus pour réduire la vitesse de lecture.

Le professeur Beyer déclare : "Nos résultats mettent en évidence les mécanismes moléculaires fondamentaux qui sous-tendent le vieillissement animal et les interventions visant à prolonger la durée de vie, ce qui donne des indications sur la manière dont nous pourrions contribuer à un vieillissement en bonne santé à l'avenir. Le fait que des interventions, telles qu'un apport calorique réduit, aient également un effet positif sur un processus de vieillissement sain au niveau moléculaire en améliorant la qualité de la transcription des gènes est une chose que nous avons pu prouver très clairement grâce à notre étude".

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