Une fois qu’un gène est transcrit en ARN, des modifications peuvent se produire dans les sous-unités ou « bases » qui composent la molécule d’ARN, ce qui peut affecter sa structure et sa fonction. L’étude de ces changements est connue sous le nom d’« épitranscriptomique ». Ces modifications de base peuvent se produire dans la plupart des types de molécules d’ARN, y compris les microARN.
Aujourd’hui, un groupe de recherche de l’Université d’Osaka, dirigé par le professeur Masateru Taniguchi et le professeur Hideshi Ishii, a séquencé un microARN qui est un marqueur du cancer gastro-intestinal « réfractaire », qui ne répond pas au traitement. Ils ont pu détecter directement deux types de modifications de bases chimiques simultanément à l’aide d’un séquenceur quantique à molécule unique.
Les microARN sont de petites molécules d’ARN non codantes qui jouent un rôle régulateur en interférant avec et en supprimant l’expression d’un gène. Les modifications de base apportées aux microARN peuvent affecter la façon dont ils ont été traités et l’efficacité avec laquelle ils peuvent supprimer leurs cibles, altérant leur fonction. Ces modifications sont donc importantes pour comprendre les fonctions des ARN mais se sont révélées auparavant difficiles à détecter.
L’équipe de l’Université d’Osaka a isolé des microARN de cellules cancéreuses colorectales et a séquencé des molécules d’ARN uniques. Le séquenceur quantique utilise l’électricité pour distinguer les bases en fonction de leurs valeurs de conductance électrique uniques, qui mesurent la capacité des molécules à conduire un courant électrique. Étant donné que les modifications chimiques modifient la conductance électrique des bases, cette méthode pourrait potentiellement être utilisée pour identifier tout type de modification nucléotidique. Ici, les chercheurs se sont concentrés sur deux modifications courantes, m6A et 5mC, impliquant l’ajout d’un groupe méthyle à un nucléotide adénosine (A) et à un nucléotide cytidine (C), respectivement.
À l’aide du séquenceur quantique à molécule unique, l’équipe a observé des ratios de modification comparables à ceux calculés à l’aide d’autres méthodes qui ne sont capables de détecter qu’un seul type de modification à la fois. Non seulement cela, mais les résultats qu’ils ont observés suggèrent que les deux types de modification ont pu s’influencer l’un l’autre.
La présence de la modification m6A semblait faciliter la modification 5mC.
Le taux de méthylation de 5 mC est généralement affecté par les activités des enzymes de méthylation et de déméthylation, et nos résultats impliquent donc que les activités de ces enzymes peuvent être favorisées ou désactivées par des modifications m6A. »
Takahito Ohshiro, auteur principal de l’étude, Université d’Osaka
Ce travail fournit un nouvel outil robuste pour le séquençage de divers types de modifications de bases d’ARN. « Notre méthode peut être utilisée pour une analyse et une détection complètes des sites de méthylation dans l’épitranscriptome », explique l’auteur correspondant Masateru Taniguchi, « ce qui permettra une meilleure compréhension de ces événements de méthylation et de leurs mécanismes, changeant le paysage de la biologie de l’ARN et inaugurant une nouvelle ère. »
