Un nouvel outil améliore considérablement la capacité des scientifiques à identifier et à étudier les protéines qui régulent l'activité des gènes dans les cellules, selon la recherche dirigée par les chercheurs de la médecine de Weill Cornell. La technologie devrait permettre et améliorer les investigations dans la biologie fondamentale et la recherche sur les maladies.
L'activité d'un gène est souvent régulée – l'abandon, accéléré, ralenti, éteint – par une ou plusieurs protéines qui se lient à l'ADN pour exercer leur effet. Cependant, l'identification de ces protéines de liaison à l'ADN a été difficile en raison de l'absence d'une méthode précise.
Dans leur étude, rapportée le 29 septembre 2025, dans le Actes de l'Académie nationale des sciencesles chercheurs ont développé un outil moléculaire qui peut être ciblé sur pratiquement n'importe quel point sur le génome pour capturer toute protéine qui se trouve à proximité, permettant l'identification de la protéine. L'équipe a démontré la puissance de son nouvel outil en l'utilisant pour découvrir de nouveaux régulateurs de protéines des gènes liés aux cellules souches humaines.
Nous nous attendons à ce que cela soit utile en tant qu'outil de laboratoire très général, et nous prévoyons déjà de l'utiliser pour des recherches sur des troubles spécifiques, y compris le diabète de type 1. «
Dr.Shuibing Chen, auteur de l'étude co-ennior et professeur de chirurgie de la famille des kilts, Weill Cornell Medicine
Le Dr Chen est également directeur du Center for Genomic Health et membre du Hartman Institute for Therapeutic Organ Regeneration at Weill Cornell Medicine.
L'auteur de l'étude de l'étude était le Dr Peter Schultz, président présidentiel de la chimie et PDG de Skaggs et PDG et président de Scripps Research.
Le nouvel outil, que les chercheurs ont surnommé la portée, a deux éléments clés. L'une est une protéine incorporant un « ARN de guide » qui peut être conçu pour se lier à pratiquement n'importe quel site du génome. L'autre élément clé est un acide aminé spécial – un bloc de construction de protéines – qui, lorsqu'il est touché avec un éclair de lumière ultraviolette, formera une liaison forte et durable à toute protéine à proximité. Les chercheurs utilisant l'outil peuvent isoler relativement facilement la protéine liée à la portée résultante et l'identifier en utilisant un ensemble standard de méthodes appelé spectrométrie de masse.
L'acide aminé spécial utilisé dans la portée a une autre propriété remarquable qu'elle est basée sur un acide aminé trouvé que dans certains micro-organismes mono-cellagés appelés Archaea. En raison de cette distance évolutive, il a essentiellement une réactivité naturelle nulle avec d'autres acides aminés dans les cellules mammifères et même bactériennes – il ne devient réactif que lorsqu'il est exposé à la lumière UV.
« Cela réduit les chances d'interactions indésirables entre l'outil de portée et d'autres protéines, ce qui donne effectivement à la portée une sensibilité élevée, lui permettant de détecter les protéines qui ne sont liées à l'ADN uniquement et / ou de manière transitoire », a déclaré le premier auteur de l'étude, le Dr Jiajun Zhu, chercheur postdoctoral au Chen Laboratory.
L'utilisation de l'acide aminé spécial, connu sous le nom d'ABK, a été lancée par le laboratoire Schultz, où la Dre Chen a fait ses recherches supérieures, dans les travaux visant à développer d'autres outils de laboratoire.
L'outil de portée est destiné à être conçu dans l'ADN de tout type de cellule, y compris les cellules souches; Il assemble ainsi et fonctionne en interne dans la cellule pour se lier aux protéines à n'importe quel site génomique spécifié par l'ARN guide.
Dans leur étude, l'équipe a utilisé la portée pour éclairer les rôles de liaison à l'ADN de trois protéines dans les cellules souches embryonnaires humaines. Ils ont montré que deux des protéines s'efforcent de maintenir ces cellules souches dans leur état immature de type STEM, tandis que le troisième aide à induire la différenciation des cellules souches en types de cellules plus matures.
Le Dr Chen et Zhu et leurs collègues espèrent désormais utiliser la portée pour découvrir les protéines régularines des gènes dans d'autres types de cellules et dans des contextes spécifiques de la maladie, notamment les cardiomyocytes dans les arythmies cardiaques, les cellules pancréatiques productrices d'insuline dans les diabétes de type 1 et les neurones dans les troubles neurodégératifs.
