Vivian Cheung, neurologue pédiatrique à l’Université du Michigan, lance un projet international visant à identifier la gamme complète des éléments constitutifs de l’ARN à l’intérieur des cellules humaines.
L’effort, soutenu par une nouvelle subvention de 2,3 millions de dollars de la Fondation Warren Alpert, vise à jeter les bases d’un projet complet de « RNome humain », similaire au projet du génome humain achevé en 2003.
Le projet du génome humain a cartographié l’ADN dans les cellules humaines en déterminant l’ordre des quatre bases qui forment les éléments constitutifs de l’ADN (adénine, cytosine, guanine et thymine). Le résultat était un code génétique, les instructions de fonctionnement intégrées à l’intérieur de chaque cellule humaine. Les scientifiques poussent maintenant pour un deuxième projet de séquençage pour cartographier l’ARN dans les cellules humaines, et l’idée prend de l’ampleur au niveau national.
En particulier au cours des trois dernières années, face à une pandémie mondiale causée par un virus à ARN, il est devenu extrêmement clair que nous avons besoin d’un moyen de séquencer avec précision l’ARN.
Vivian Cheung, professeur de pédiatrie et de génétique à l’UM Medical School et professeur de recherche à l’Institut des sciences de la vie
« Pour ce faire, nous devons d’abord identifier les blocs de construction réels qui composent la séquence. Mais pour le moment, nous ne savons même pas quels sont tous les éléments constitutifs. »
Pour produire les protéines qui assurent le fonctionnement de toutes les cellules et de tous les organismes, l’ADN est d’abord transcrit en ARN, puis l’ARN est traduit en le type et la quantité appropriés de protéines.
« Avec l’ADN, le code génétique, l’ARN en tant que code de régulation fournit aux cellules des instructions pour gérer l’énorme nombre de besoins au sein d’un corps », a déclaré Cheung. « L’ARN est très complexe car il doit fournir la régulation nécessaire. »
Cette information étendue se présente sous la forme de centaines de modifications chimiques à ajouter aux éléments constitutifs de base de l’ARN (adénine, cytosine, guanine, uracile), permettant une régulation précise des fonctions cellulaires en réponse aux besoins en constante évolution de l’organisme.
« Ces décorations chimiques font fonctionnellement partie de l’orthographe des ARN, de sorte que chacun a sa propre fonction unique et fait partie de l’alphabet complet des ARN », a déclaré Cheung. « Cela signifie que nous avons le potentiel pour des centaines de blocs de construction fonctionnels individuels qui doivent être identifiés et définis. »
Son laboratoire de l’UM Life Sciences Institute travaille maintenant avec des collaborateurs du Massachusetts Institute of Technology, de l’Université de Cincinnati et de l’Institut de biologie moléculaire de Mayence, en Allemagne, pour y parvenir.
Grâce au financement de la Fondation Warren Alpert, les chercheurs prévoient d’abord d’établir des protocoles explicites pour extraire et préparer l’ARN pour un séquençage potentiel, puis d’utiliser la spectrométrie de masse pour déterminer quels composants se trouvent dans l’ARN de différentes cellules humaines.
Les résultats, espèrent-ils, établiraient les données fondamentales qui complètent un rapport en cours d’élaboration par les Académies nationales des sciences, de l’ingénierie et de la médecine pour lancer un projet RNome humain complet, séquençant l’ARN humain.
« La Fondation Warren Alpert se consacre à l’amélioration de la santé humaine, nous savons que l’ARN va être un élément essentiel de l’avenir de la médecine », a déclaré David Hirsch, président du conseil d’administration. «Afin de fabriquer de meilleurs vaccins et traitements, non seulement contre les virus à ARN, mais pour traiter toute une série de troubles humains, nous devons comprendre le RNome humain. Ce projet nous rapprochera de cet objectif.
En plus de Cheung, les travaux seront dirigés par Peter Dedon du MIT, Mark Helm de l’Institut de biologie moléculaire de Mayence, en Allemagne, et Patrick Limbach de l’Université de Cincinnati.
La mission de la Fondation Warren Alpert est d’améliorer la santé du public grâce à des subventions et à des activités programmatiques progressant vers l’obtention ou le perfectionnement de traitements ou de remèdes médicaux grâce à la recherche fondamentale, à la recherche translationnelle et aux résultats ainsi qu’à l’éducation à la santé.
