Des scientifiques de Delft, Vienne et Lausanne ont découvert que les machines protéiques qui façonnent notre ADN peuvent changer de direction. Jusqu’à présent, les chercheurs pensaient que ces moteurs dits SMC qui font des boucles dans l’ADN ne pouvaient se déplacer que dans une seule direction. La découverte, publiée dans Celluleest essentiel pour comprendre comment ces moteurs façonnent notre génome et régulent nos gènes.
Sommaire
Connecter l'ADN
« Parfois, une cellule doit changer rapidement quels gènes doivent être exprimés et lesquels doivent être désactivés, par exemple en réponse à la nourriture, à l'alcool ou à la chaleur. Pour activer et désactiver les gènes, les cellules utilisent le maintien structurel des chromosomes (SMC). ) des moteurs qui agissent comme des interrupteurs pour connecter différentes parties de l'ADN », explique le premier auteur Roman Barth.
Cependant, les machines SMC ne savent pas naturellement quelles pièces connecter. Ils chargent simplement quelque part sur l'ADN et commencent à le former en boucle jusqu'à ce qu'ils atteignent un point où ils sont obligés de s'arrêter. C’est pourquoi ils s’appuient fortement sur leur capacité à explorer les deux faces de l’ADN pour trouver les bons panneaux d’arrêt. »
Roman Barth, Université de technologie de Delft
Boîte de vitesse
Les biophysiciens de l'Université de technologie de Delft ont découvert que les moteurs SMC peuvent changer de direction, contrairement à ce que l'on pensait possible. « Nos expériences montrent que les SMC extraient momentanément l'ADN d'un côté, puis changent de direction pour extraire l'ADN du côté opposé. Ce faisant, ils peuvent entraîner l'ADN dans une boucle des deux côtés au fil du temps. Nous avons constaté que cela était vrai pour tous. types de moteurs SMC, qui sont nombreux », explique Cees Dekker, professeur à Delft, qui a supervisé la recherche. « Vous pouvez le comparer à une boîte de vitesses dans une voiture : avec un levier de vitesses manuel, vous pouvez laisser la voiture avancer ou reculer. Nous avons même identifié le » levier de vitesses « , sous-unité protéique NIPBL, dans la protéine motrice cohésine SMC. »
Une nanotechnologie impressionnante
Pour découvrir la marche arrière des moteurs SMC, les chercheurs ont utilisé un microscope avancé fabriqué à la maison pour examiner des protéines uniques sur des molécules d'ADN individuelles. C'est en soi une réussite impressionnante, comme l'explique Barth : « Une seule cellule contient des millions de protéines et le corps humain est composé de milliards de cellules. Extraire quelques protéines et pouvoir les « observer » une par une est une démarche remarquable. exploit de la nanotechnologie qui implique l'imagerie à une échelle de nanomètres – 100 000 plus petite que la largeur d'un cheveu humain.
Maladies neurodégénératives
« Une fois que nous aurons compris comment les moteurs moléculaires SMC façonnent l'ADN, nous pourrons commencer à nous demander ce qui ne va pas dans des maladies comme le cancer et les maladies neurogénératives, et surtout, comment les corriger », explique Barth. « Les maladies neurogénératives, par exemple, peuvent être le résultat d'une mauvaise régulation des gènes au cours des premiers stades de la grossesse. En fait, il existe quelques maladies graves, telles que le syndrome de Cornelia de Lange, lié aux SMC, où les moteurs ne parviennent probablement pas à commuter correctement à l'intérieur du corps. cellules de l'embryon.
La science en action
L’étude dissipe enfin la confusion au sein de la communauté scientifique concernant diverses théories contradictoires sur le fonctionnement des SMC. Les premières recherches suggéraient que les SMC ne pouvaient se déplacer que dans une seule direction, tandis que d'autres recherches suggéraient qu'ils extrayaient l'ADN des deux côtés simultanément. La découverte résout ces controverses. Barth : « Avoir trouvé des points communs entre les moteurs SMC aide à concentrer et à rationaliser le domaine de recherche SMC. Nous n'avons plus besoin de rechercher un nouveau mécanisme pour chaque type individuel de protéine SMC. Cela accélérera également le domaine vers la science appliquée. serait heureux de voir ces connaissances se propager aux sociétés pharmaceutiques, aux hôpitaux et, éventuellement, aux cabinets de médecins. »
