Autoriser une transcription productive grâce à la stabilité de l’ARN polymérase II
Crédit vidéo : Université Northwestern
Les scientifiques de Northwestern Medicine ont identifié un point de contrôle critique dans l’allongement de la transcription, le processus de synthèse d’ARN à partir d’une matrice d’ADN, selon les résultats publiés dans Cellule moléculaire.
Selon l’étude, la présence d’une protéine appelée SPT5 sert de « passeport », déterminant si un complexe de polymérase est autorisé à descendre le long de l’ADN ou s’il est plutôt dégradé et détruit.
Ali Shilatifard, PhD, professeur Robert Francis Furchgott et président du Département de biochimie et de génétique moléculaire, était l’auteur principal de l’étude publiée dans Molecular Cell.
« Seuls les ARN polymérase II avec SPT5 sont autorisés à quitter la station », a déclaré Ali Shilatifard, PhD, professeur Robert Francis Furchgott, président de biochimie et génétique moléculaire et auteur principal de l’étude.
De nombreuses expériences de biologie moléculaire fonctionnent en supprimant un gène, ou la protéine pour laquelle ce gène code, et en observant l’impact, ce qui suggère la fonction de ce gène. Cependant, ces méthodes produisent souvent d’autres mutations ou nécessitent d’attendre jusqu’à 72 heures avant l’observation, ce qui permet à d’autres processus de transcription de se produire.
« À ce stade, vous rapportez l’effet quaternaire du renversement », a déclaré Shilatifard, qui est également professeur de pédiatrie, directeur du Simpson Querrey Institute for Epigenetics et membre du Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center of Northwestern Université.
La nouvelle méthode expérimentale, appelée dégradation inductible par l’auxine, permet une observation immédiate des effets de l’épuisement des protéines. Dans l’étude, les chercheurs ont utilisé cette méthode pour interroger le rôle de la protéine SPT5 dans l’allongement de la transcription.
Au cours de l’allongement de la transcription, le complexe ARN polymérase II « marche » le long d’un brin d’ADN, copiant des éléments génétiques sur un brin d’ARN. Le laboratoire de Shilatifard a déjà découvert des pauses dans ce processus liées aux points de contrôle réglementaires. Maintenant, en utilisant cette nouvelle méthode de suppression de gènes, ils ont découvert un point de contrôle crucial avant même que l’élongation ne commence.
Dans les cellules avec SPT5 épuisé, la polymérase ne commence jamais son voyage le long du brin d’ADN. Au lieu de cela, il est reconnu comme défectueux et dégradé. Comment exactement il est reconnu reste inconnu, mais il est clair que SPT5 sert de badge d’approbation, selon Yuki Aoi, PhD, stagiaire postdoctoral au laboratoire Shilatifard et auteur principal de l’étude.
Yuki Aoi, PhD, stagiaire postdoctoral au laboratoire Shilatifard et auteur principal de l’étude publiée dans Molecular Cell.
S’il y a des problèmes ici, et que la polymérase est autorisée à partir, il pourrait y avoir d’autres problèmes sur toute la ligne. Cela permet uniquement aux polymérases certifiées de partir parce qu’elles ont SPT5. »
Yuki Aoi, PhD, auteur principal de l’étude
Les chercheurs ont également découvert qu’une protéine appelée CUL3 fait partie de la voie qui détruit les polymérases dépourvues de SPT5. Le gène qui code pour cette protéine et ses gènes associés sont mutés dans de nombreux cancers, ce qui permet peut-être aux polymérases malformées de commencer leur processus de transcription, ce qui donne des cellules aberrantes qui pourraient contribuer au cancer. C’est une voie d’un grand intérêt, selon Aoi.
« Nous devons examiner ce lien avec le cancer », a déclaré Aoi.
