Dans une étude révolutionnaire de la biologie de la surface cellulaire, Ryan Flynn a découvert un rôle surprenant pour l'ARN en dehors des limites de la cellule. Les recherches de Flynn, qui se concentrent sur la biologie de l'ARN de la surface cellulaire, ont conduit à la découverte que certains ARN sont chimiquement liés aux glycanes, des polymères glucidiques complexes présents à la surface cellulaire.
En 2021, le groupe de Flynn a été le premier à signaler que l’ARN peut être trouvé à l’extérieur de la cellule.
Ce qui est particulièrement passionnant dans cette découverte, c'est que l'on pensait traditionnellement que les acides nucléiques, comme l'ARN, étaient confinés à l'intérieur de la cellule et physiquement séparés de la glycobiologie.
Ryan Flynn, professeur adjoint, cellules souches et biologie régénératrice, Harvard Stem Cell Institute
Il a également été chercheur principal au Boston Children's Hospital. Cette découverte a remis en question l'idée selon laquelle les acides nucléiques sont limités à l'environnement intracellulaire, révélant une couche de complexité jusqu'alors méconnue dans la biologie de la surface cellulaire.
Dans une nouvelle recherche publiée aujourd'hui dans CelluleFlynn et ses collègues ont découvert le mécanisme par lequel l'ARN est chimiquement lié aux N-glycanes. Avant cette recherche, seuls les protéines et les lipides étaient connus pour être conjugués aux glycanes. L'équipe de Flynn a maintenant ajouté l'ARN à cette liste, une découverte qui a des implications importantes pour la compréhension de la biologie cellulaire. « Nos travaux prouvent qu'il existe en fait trois classes de glycoconjugués : les protéines, les lipides et les ARN », dit-il. Cette découverte élargit non seulement le champ des glycoconjugués connus, mais ouvre également de nouvelles perspectives de recherche sur les fonctions de ces glycoARN.
Le défi de prouver l’existence des glycoARN
Malgré l’enthousiasme initial suscité par la découverte de Flynn en 2021, un défi de taille se posait : prouver que ces glycoARN existaient réellement en tant que molécules distinctes. Bien que l’équipe ait présenté des données compatibles avec l’existence des glycoARN, il n’y avait aucune preuve directe d’un lien chimique entre l’ARN et le glycane. Cela a laissé place à un scepticisme raisonnable au sein de la communauté scientifique, car certains se demandaient si les résultats pouvaient être attribués à des contaminants ou à d’autres artefacts.
La résolution de cette question en suspens était une priorité pour l'équipe de Flynn, qui a passé près de quatre ans à travailler sur ce problème en développant de nouvelles techniques pour établir une preuve définitive. « Le travail que nous avons effectué au cours des quatre dernières années dans ce contexte s'est concentré sur le développement de deux choses », explique-t-il. « Sur le plan technique, nous avons mis au point une approche chimique pour étiqueter les glycoARN natifs de n'importe quelle source d'ARN, puis nous l'avons couplée à un nouveau style de spectrométrie de masse très sensible qui permet l'analyse des modifications de l'ARN. » Ces avancées ont permis à l'équipe d'identifier plusieurs lieurs (connexions directes entre une base d'ARN et un sucre), fournissant ainsi la première preuve concluante de l'existence des glycoARN, comme le rapporte la nouvelle étude. Cellule papier.
Implications pour la biologie cellulaire et l'immunologie
Les implications de cette recherche vont bien au-delà de la simple identification d’une nouvelle molécule. Les glycoARN, comme l’a découvert l’équipe de Flynn, pourraient jouer un rôle dans les interactions du système immunitaire. « Dans l’article de 2021, nous avons trouvé des preuves que les glycoARN peuvent interagir avec les récepteurs immunitaires », explique-t-il. Cela suggère que les glycoARN pourraient être un élément crucial de la façon dont le système immunitaire reconnaît et réagit aux cellules, influençant potentiellement tout, de la détection des agents pathogènes aux réponses auto-immunes.
La présence de glycoARN à la surface cellulaire pourrait également avoir des implications plus larges sur la communication et la signalisation intercellulaires. Comme l'a expliqué Flynn, « si vous essayez de développer un mécanisme permettant de comprendre pourquoi une personne est atteinte d'auto-immunité, si vous ne pensez pas à l'ARN à la surface cellulaire, vous passerez nécessairement à côté de quelque chose. »
Les recherches de Flynn ont révolutionné le domaine de la glycobiologie. Avant ces travaux, l'idée des glycoARN était accueillie avec scepticisme. Aujourd'hui, comme l'a souligné Flynn, la dernière édition de l'ouvrage de référence Essentials of Glycobiology fait référence aux glycoARN comme l'une des « grandes » questions de la glycobiologie.
Ce changement d'orientation reflète la reconnaissance croissante des glycoARN comme domaine d'étude important. « L'objectif est de stimuler davantage l'intérêt pour la biologie des glycoARN et la biologie des ARN de surface cellulaire », souligne Flynn. « Cet article élargit non seulement la compréhension de la biologie de l'ARN, mais a également ouvert de nouvelles possibilités de recherche sur les interactions à la surface cellulaire et le fonctionnement du système immunitaire. »
Alors que la communauté scientifique commence à explorer ce territoire inexploré, l'impact des recherches de Flynn devrait conduire à de nouvelles découvertes et potentiellement à de nouvelles stratégies thérapeutiques. Flynn déclare : « Nous pensons que cela va changer la vision de la validité de son glycoARN, car ce sera la preuve directe qu'attendaient de nombreux chimistes et glycobiologistes. »
