Révélant encore une autre super-puissance dans le calmar habile, les scientifiques ont découvert que le calmar modifie massivement ses propres instructions génétiques non seulement dans le noyau de leurs neurones, mais aussi dans l'axone – les projections neuronales longues et minces qui transmettent des impulsions électriques à d'autres les neurones. C'est la première fois que des modifications d'informations génétiques sont observées en dehors du noyau d'une cellule animale.
L'étude, dirigée par Isabel C. Vallecillo-Viejo et Joshua Rosenthal au Laboratoire de biologie marine (MBL), Woods Hole, est publiée cette semaine dans Recherche sur les acides nucléiques.
La découverte fournit une autre secousse au «dogme central» de la biologie moléculaire, qui affirme que l'information génétique est transmise fidèlement de l'ADN à l'ARN messager à la synthèse des protéines. En 2015, Rosenthal et ses collègues ont découvert que le calmar «modifiait» leurs instructions d'ARN messager à un degré extraordinaire – des ordres de grandeur plus que les humains – leur permettant d'affiner le type de protéines qui seront produites dans le système nerveux.
Mais nous pensions que toute l'édition d'ARN s'est produite dans le noyau, puis les ARN messagers modifiés sont exportés vers la cellule. Nous montrons maintenant que le calmar peut modifier les ARN à la périphérie de la cellule. Cela signifie, théoriquement, qu'ils peuvent modifier la fonction des protéines pour répondre aux demandes localisées de la cellule. Cela leur donne beaucoup de latitude pour adapter les informations génétiques, au besoin. «
Joshua Rosenthal, auteur principal de la présente étude
L'équipe a également montré que les ARN messagers sont édités dans l'axone de la cellule nerveuse à des taux beaucoup plus élevés que dans le noyau.
Chez l'homme, la dysfonction axonale est associée à de nombreux troubles neurologiques. Les enseignements de la présente étude pourraient accélérer les efforts des sociétés de biotechnologie qui cherchent à exploiter ce processus d'édition d'ARN naturel chez l'homme à des fins thérapeutiques.
Des scientifiques de l'Université de Tel Aviv et de l'Université du Colorado à Denver ont collaboré avec des scientifiques de MBL à l'étude.
Auparavant, Rosenthal et ses collègues ont montré que les poulpes et les seiches dépendent également fortement de l'édition d'ARNm pour diversifier les protéines qu'ils peuvent produire dans le système nerveux. Avec le calmar, ces animaux sont connus pour leurs comportements étonnamment sophistiqués par rapport aux autres invertébrés.
La source:
Laboratoire de biologie marine
Référence de la revue:
Vallecillo-Viejo, I.C., et al. (2020) Édition spatialement réglementée de l'information génétique avec un neurone. Recherche sur les acides nucléiques. doi.org/10.1093/nar/gkaa172.
