L'ADN du bégaiement contrôle le développement des embryons de moustiques

Revu par Emily Henderson, B.Sc.12 avr.2020

Tous les organismes ont de l'ADN, le matériel génétique qui fournit un modèle de vie. Les longues molécules d'ADN en forme d'hélice double dans les cellules du corps sont d'abord traduites en molécules d'ARN puis traduites en protéines qui assurent le fonctionnement de la cellule et de l'organisme tout entier. Mais il y a de grandes parties de l'ADN qui ne sont pas utilisées pour fabriquer des protéines. C'est ce qu'on appelle l'ADN indésirable, car sa fonction est restée longtemps floue. Cependant, un certain type d'ADN indésirable que l'on trouve dans les moustiques et qui se répète des dizaines de fois, appelé «  ADN satellite '', a maintenant démontré qu'il jouait un rôle essentiel dans le développement précoce des embryons de moustiques.

Des chercheurs du centre médical universitaire de Radboud ont publié leurs résultats dans la revue scientifique La nature.

Développement précoce

Tous les animaux – mais dans cette étude en particulier le moustique de la fièvre jaune Aedes aegypti – sont composés d'une variété de types cellulaires qui forment différents tissus et organes, tous provenant d'un seul œuf fécondé. Il s'agit d'un processus complexe; afin de garantir que l'ovule fécondé se développe avec succès en embryon, la mère fournit non seulement la moitié de l'ADN héréditaire, mais elle fournit également à l'ovule des protéines et de l'ARN supplémentaires.

Ces ARN et protéines sont des ajouts essentiels, car ces molécules dirigent les premières divisions cellulaires de l'œuf fécondé. Ce n'est qu'après un certain nombre de divisions cellulaires que le futur moustique peut produire les protéines et les ARN qui favoriseront le développement. Dans le même temps, les protéines et les ARN ajoutés par la mère doivent être décomposés dans le temps, afin qu'ils ne perturbent pas le développement ultérieur du moustique.

Orchestrer les ARN

Il s'avère qu'un certain morceau d'ADN satellite dans l'embryon de moustique naissant est responsable de la dégradation de l'ARN maternel. Mais comment ça marche? Chercheurs du laboratoire du professeur Ronald van Rij, principalement Ph.D. la candidate Rebecca Halbach a découvert que l'ADN bégaiement produit deux petites molécules d'ARN. Cela se produit pendant les premiers stades du développement embryonnaire du moustique. Cependant, ces petites molécules d'ARN ne produisent aucune protéine. Ces ARN régulent l'activité d'autres morceaux d'ARN qui codent pour les protéines. Dans ce cas, ils se lieront aux molécules d'ARN de la mère, qui seront ensuite décomposées. Cette étape est si essentielle que l'absence de ces «ARN régulateurs» entraînera la présence continue des molécules d'ARN de la mère, ce qui perturbera le développement ultérieur de l'embryon.

Satellites et dinosaures

Van Rij souligne à quel point cette recherche a été extraordinaire.

Au cours de cette étude, nous avons fait des découvertes complètement inattendues. Même si l'ADN satellite a été découvert pour la première fois il y a soixante ans, sa fonction est mal connue. Dans cette étude, nous avons révélé qu'il a en fait une fonction très importante au cours d'une phase critique de développement. « 

Professeur Ronald van Rij

Il est également devenu évident que le mécanisme est assez ancien en termes d'évolution. Van Rij: « Avec des chercheurs de l'Université de Wageningen, nous avons examiné un grand groupe d'espèces de moustiques. Cela nous a montré que cet ADN satellite et les ARN réglementaires spécifiques sont nés il y a environ 200 millions d'années, soit à la fin du Trias, une époque qui a coïncidé avec la montée des dinosaures. Je pense que c'est formidable que ces petits ARN soient restés inchangés pendant si longtemps. Cela suggère également spécifiquement qu'ils ont une fonction importante. « 

Du moustique à l'homme?

Il existe des similitudes évidentes entre les premières étapes du développement embryonnaire de différentes espèces animales, mais il existe de grandes différences au niveau moléculaire. Ce morceau particulier d'ADN bégaiement ne se trouve pas chez l'homme, mais il est possible que d'autres ADN satellites jouent un rôle dans le développement embryonnaire de l'homme ou d'autres animaux.

Contexte: une découverte accidentelle

Cette recherche s'appuie sur une découverte accidentelle. Aedes aegypti est un moustique qui transmet d'importants agents pathogènes, tels que le virus de la dengue et le virus Zika. Le groupe de recherche de Van Rij examine comment ces types de virus sont transmis par les moustiques. « Nous effectuons de nombreuses recherches sur le système immunitaire du moustique contre les virus », explique Van Rij. « Ce système immunitaire reconnaît l'ARN des virus et le décompose en petits fragments. Lors d'une analyse des fragments d'ARN dans les cellules infectées par le virus, les chercheurs Pascal Miesen et Rebecca Halbach sont tombés par hasard sur de petites molécules d'ARN qui ne dérivaient pas du virus. » Les petits ARN se sont avérés être produits à partir de l'ADN satellite de la cellule elle-même. Nous avons trouvé cela si remarquable que nous avons décidé d'enquêter plus avant. Après cinq ans de recherche – qui a été en partie rendue possible par une a conduit à ce La nature publication. »