L’ARN régule les protéines et peut ainsi contrôler la croissance cellulaire, selon une étude

Avec le soutien de l’Institut MOLIT et de la Fondation Manfred Lautenschläger, les chercheurs du groupe Hentze de l’EMBL Heidelberg ont utilisé des cellules souches embryonnaires de souris pour découvrir comment les molécules d’ARN messager se lient et régulent ENO1, une enzyme qui décompose le glucose pour produire l’ATP, un carburant cellulaire. Cette régulation médiée par l’ARN – la riborégulation – peut déterminer comment les cellules se développent et, surtout, comment les cellules indifférenciées (en particulier les cellules souches embryonnaires) se transforment en cellules spécialisées (par exemple, cellules sanguines, cérébrales ou hépatiques).

“Classiquement, les personnes qui étudient les protéines de liaison à l’ARN ont découvert que ce sont les protéines de liaison à l’ARN qui font quelque chose à l’ARN pour le modifier au cours de ce processus, mais ce n’est pas vraiment ce qui se passe ici”, a déclaré Ina Huppertz, ancienne postdoctorante au Hentze. Groupe et actuel responsable scientifique au Conseil européen de la recherche. “Il s’avère que c’est en fait l’inverse. Le héros de cette histoire est l’ARN, pas les enzymes.”

Et bien que cela puisse sembler être une petite distinction, cette nouvelle perspective sur la riborégulation peut représenter un principe de contrôle biologique plus répandu et plus significatif.

“Cela pourrait ouvrir un nouveau chapitre dans la compréhension d’aspects inattendus du contrôle du métabolisme et de la différenciation cellulaire. Il y a tout lieu de penser qu’il s’agit d’une” étude de la pointe de l’iceberg “”, a déclaré Matthias Hentze, directeur de l’EMBL et responsable de cette étude. “La différenciation des cellules indifférenciées et le contrôle de ce processus sont à un pas d’une meilleure compréhension du cancer.”

Les travaux actuels des chercheurs ont en fait débuté à l’EMBL il y a environ 10 ans. Le groupe de Hentze a développé une technologie connue sous le nom de capture d’interactome d’ARN (RIC) et plus tard une version améliorée – RIC amélioré (eRIC) – pour découvrir quelles protéines se lient à l’ARN, y compris des enzymes comme ENO1.

“Nous avons estimé que nous devrions prendre l’un de ces exemples très concrets – ENO1 – et le poursuivre en profondeur pour comprendre ce qui se cache derrière cette liaison à l’ARN”, a expliqué Hentze, notant comment les technologies développées à l’EMBL associées à des méthodologies sous-jacentes développées ailleurs leur ont permis de maintenant analyser le rôle de l’ARN dans ce processus.

“Le nouveau concept le plus cool est de savoir comment nous avons maintenant le transcriptome de la cellule entière régulant l’enzyme”, a déclaré Huppertz. “Je pense que nous n’en sommes qu’au début. Ce n’est vraiment qu’un exemple de démêlage du lien fonctionnel entre ces enzymes métaboliques et l’ARN dans les cellules de mammifères. Mais je pense que nous pouvons nous appuyer sur cela.”

Hentze souligne également que cette recherche fondamentale fournit de nombreuses nouvelles pistes de recherche que son groupe continuera à explorer, tout comme Huppertz dans un groupe de recherche qu’elle dirigera dans un proche avenir. Cela signifie répondre à des questions telles que si leurs découvertes se confirment dans d’autres enzymes, si elles ont des impacts sur d’autres cellules souches au-delà des cellules souches embryonnaires, et si cette interaction protéine-ARN est quelque chose que les futurs médicaments pourraient cibler dans le cas des cellules cancéreuses.

Et répondre à ces types de questions scientifiques nécessitera une collaboration intensive continue, qui, selon Hentze, inclut des collègues et des anciens élèves de l’EMBL, ainsi qu’une collaboration avec le Centre national des tumeurs et la faculté de médecine de l’Université de Heidelberg.

En partageant cette recherche, des surprises sont venues non seulement dans le changement potentiel de la façon dont les scientifiques pensent au rôle de l’ARN dans la différenciation cellulaire, mais aussi dans la portée potentielle de cette découverte de recherche fondamentale.

“Après avoir donné une conférence, j’ai rencontré un scientifique étudiant Prochlorocoqueune cyanobactérie marine qui est l’organisme photosynthétique le plus abondant sur Terre », raconte Hentze. « Le scientifique avait des raisons de croire qu’une grande partie de la régulation se produit au niveau de l’ARN, mais ne savait pas quelles protéines Prochlorocoque lier l’ARN. Ainsi, la technologie que nous avons développée pour identifier les protéines de liaison à l’ARN de manière impartiale a maintenant conduit à notre plus récente collaboration pour aider à examiner la régulation de l’ARN dans cet organisme qui produit 20 % de l’oxygène mondial. »

Source de l’histoire :

Matériaux fourni par Laboratoire Européen de Biologie Moléculaire. Original écrit par Ivy Kupec. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.