En tant que biologistes moléculaires à l’Université de Boston et en tant que mari et femme, Ruslan Afasizhev et Inna Afasizheva ont travaillé ensemble pendant des décennies. Ensemble, ils ont publié des dizaines d’articles sur les mécanismes de l’ADN et de l’ARN mitochondriaux chez un parasite unicellulaire pathogène appelé Trypanosoma brucei. Maintenant, des années de percées ont conduit à leur dernier article publié dans Sciencequi fournit un aperçu détaillé d’un processus mystificateur appelé édition de l’ARN et pourrait potentiellement aider à traiter une maladie mortelle.
Dans leur dernier article, Afasizhev et Afasizheva – ; avec des collaborateurs de l’UCLA, de l’Université de Californie, d’Irvine (UCI) et de l’Université de ShanghaiTech – ; sont les premiers à déterminer l’architecture des machines moléculaires qui hébergent les brins d’ARNg et permettent à ces brins de engager l’ARNm. L’identification de ces mécanismes cellulaires pourrait donner aux scientifiques des informations essentielles pour traiter la maladie du sommeil africaine, la maladie causée par Trypanosoma. Transmise par les mouches tsé-tsé qui hébergent le parasite, la maladie du sommeil africaine est généralement mortelle, et de nombreux traitements disponibles présentent des problèmes de sécurité, ce qui rend les études moléculaires particulièrement importantes pour le développement de médicaments.
Maintenant, nous pouvons commencer une recherche plus large. Depuis, nous savons exactement comment les protéines interagissent avec l’ARN. »
Afasizheva, Université de Boston Henry M. Goldman School of Dental Medicine professeur agrégé de biologie moléculaire et cellulaire
« Si nous trouvons un moyen d’inhiber le processus d’édition, nous pouvons tuer le parasite sans nuire aux cellules humaines », déclare Afasizhev, qui est également professeur de biochimie à la Chobanian & Avedisian School of Medicine de l’Université de Boston et auteur correspondant de l’article.
La recherche sur l’ARN a énormément évolué et avancé, tout comme la technologie pour étudier l’intérieur des cellules. Aujourd’hui, l’équipe du couple utilise la cryo-microscopie électronique et des approches moléculaires pour fournir une compréhension détaillée de l’édition de l’ARN. En utilisant cette technologie, leur dernière étude a révélé qu’un complexe protéique appelé éditosome est responsable de l’orchestration des changements guidés par l’ARNg, qui se produisent sous la forme d’une cascade d’insertions et de suppressions d’uridine, un composant chimique de l’ARN. Chez Trypanosoma, l’édition de l’ARN sert un objectif important : réparer un gène cassé. Les mutations de l’ADN sont très courantes chez le parasite, donc même si le code génétique est illisible, l’ARNm modifié devient une partie fonctionnelle de la cellule.
L’édition d’ARN régule de nombreux processus cellulaires dans presque tous les organismes qui ont des cellules avec un noyau et des mitochondries. Mais, dit Afasizhev, les mécanismes d’édition de l’ARN dans différents organismes n’ont rien en commun, ce qui signifie que ces mécanismes ont évolué à des fins différentes spécifiques à différentes espèces. C’est ce qui fait des mécanismes d’édition de l’ARN des trypanosomes une cible thérapeutique attrayante pour empêcher le parasite de provoquer une maladie, car il n’interférera pas avec les cellules humaines. Maintenant qu’ils connaissent les structures protéiques uniques à l’édition d’ARN chez les trypanosomes, la prochaine phase de leur recherche consiste à identifier les enzymes qui déclenchent les réactions dans la cellule.
« La question suivante est de savoir comment ces réactions se produisent, comment ces enzymes arrivent sur le substrat et comment elles créent le travail magnifique pour changer la séquence d’ARN », explique Afasizheva.
Elle et Afasizhev espèrent attirer plus d’étudiants dans leur laboratoire qui pourront profiter des avancées technologiques dans leur domaine et continuer à résoudre ce casse-tête compliqué, comme ils l’ont fait.
