Les scientifiques de l’Université de Tohoku au Japon ont développé une approche basée sur les virus pour mesurer les variations des éléments régulateurs des gènes, appelés facteurs de transcription, à mesure que les conditions changent dans les organismes vivants. La recherche, publiée dans la revue iScience, aidera les scientifiques à mieux comprendre la régulation des gènes, avec des implications pour comprendre comment les maladies se développent et ce qui peut être fait pour les traiter.
Les facteurs de transcription régulent directement la copie du code ADN en ARN, le processus qui conduit à la formation des protéines. Ils jouent également un rôle central dans l’établissement de la fonction et de l’identité des cellules. Mais, jusqu’à présent, il n’existait aucun moyen de mesurer leur activité dans les organismes vivants. Notre étude rapporte une nouvelle méthode pour quantifier l’activité de plusieurs facteurs de transcription « in vivo ».
Kentaro Abe, biologiste du développement et neuroscientifique à l’Université de Tohoku
L’approche consiste à infecter des cellules avec des virus, chacun portant une séquence d’ADN, appelée séquence de liaison du facteur de transcription (TFBS), qui est activée lorsqu’elle se lie à son facteur de transcription complémentaire. Les chercheurs ont choisi des TFBS qui se lient à l’un des 56 facteurs de transcription différents. Le processus de liaison active un autre gène porté par le virus, qui signale à la cellule de fabriquer des protéines fluorescentes, indiquant qu’un facteur de transcription spécifique est actif dans la cellule. Les protéines fluorescentes sont ensuite mesurées avec un test PCR.
Les scientifiques ont d’abord testé leur approche en infectant différents types de cellules dans des boîtes de Pétri avec les virus, chacun portant un TFBS différent. Ils ont découvert que différents facteurs de transcription étaient actifs dans chaque type de cellule. Ils ont également découvert qu’ils pouvaient modifier le profil des facteurs de transcription de chaque type de cellule en les traitant avec différents médicaments.
Les chercheurs ont ensuite injecté leurs virus dans le cerveau d’embryons de souris âgés de 15 jours et les ont laissés se développer et naître. Les souris ont été divisées à l’âge de 8 à 12 mois en trois groupes. Le premier groupe a été déplacé dans des cages plus grandes et plus confortables avec des jouets peu de temps avant d’être euthanasié. Le deuxième groupe a été placé dans l’eau pendant 12 minutes deux jours de suite, où ils ont été forcés de nager. Le troisième groupe a été laissé intact dans sa cage à domicile. Les scientifiques ont analysé le cerveau, trouvant une différence significative dans le profil des facteurs de transcription entre les trois groupes de souris.
« En nous appuyant sur notre approche, nous essayons maintenant d’analyser quantitativement comment l’activité des facteurs de transcription change avec diverses conditions physiologiques, notamment le développement, l’apprentissage, les changements de mode de vie, le stress et la progression de la maladie », explique Abe. « Ces analyses aideront à identifier les facteurs de transcription responsables du changement plastique des organismes et ouvriront la voie à la compréhension de ses mécanismes moléculaires. »
