Les découvertes de l'année
Téléphones cellulaires
Les micro-ARN, ces messagers de nos gènes, étaient un des secrets les mieux gardés de nos cellules. Plus maintenant.
Par Thomas Gervais
De toutes les étrangetés que dissimule le génome humain, les micro-ARN sont certainement parmi les plus étonnantes. Il y a 15 ans, personne ne comprenait l’utilité de ces minuscules acides nucléiques. «Aujourd’hui, explique Thomas Duchaîne, professeur au département de biochimie à l’Université McGill, nous savons qu’ils jouent un rôle crucial dans la régulation d’un tiers des gènes humains.» L’expression de nos gènes est soumise à une censure sévère, en bonne partie orchestrée par les micro-ARN. Ceux-ci contiennent des séquences complémentaires à celles des ARN messagers (ARNm), sortes d’émissaires chargés de transmettre aux gènes l’information nécessaire à la production de protéines. Lorsque les ARNm sont trop nombreux, ou lorsqu’ils transportent une information soupçonnée d’être néfaste, les micro-ARN s’y attachent et les empêchent d’être traduits en protéines par la «machinerie» cellulaire. Le messager est ensuite dégradé par la cellule, effacé des registres comme s’il n’avait jamais existé. La plupart du temps, cette censure est bénéfique. Mais, dans plusieurs types de cancers, les censeurs deviennent insuffisants – ou trop nombreux – et empêchent la cellule d’exprimer ses gènes correctement, explique Géraldine Mathonnet, chercheuse postdoctorale à l’Université McGill.
Comme toute censure bien menée, celle des micro-ARN est particulièrement difficile à détecter pour l’observateur. Auparavant, afin d’étudier leur fonctionnement, les chercheurs utilisaient des cellules de souris modifiées pour contenir un gène présent dans un organisme marin apparenté à la méduse. Ce gène fabrique une enzyme – la luciférase – qui permet à l’invertébré d’émettre une lumière dont il se sert afin de distraire ses assaillants. Pour tromper les censeurs et les forcer à reconnaître l’ARNm de l’enzyme, on lui greffe une séquence bien connue des micro-ARN de la cellule. Lorsque l’ARNm de luciférase est réduit au silence, la bioluminescence cesse. Un excellent moyen de détecter l’effet des micro-ARN. Mais cette technique est fastidieuse. «Les résultats n’apparaissent qu’après plusieurs jours et il est impossible de suivre en direct l’action des micro-ARN», commente Géraldine Mathonnet. La chercheuse a donc développé une méthode pour étudier ceux-ci in vitro, c’est-à-dire sans avoir besoin de cellules vivantes. Elle fait d’abord croître des cellules cancéreuses en utilisant une souris malade comme incubateur. Lorsque la tumeur atteint des proportions suffisantes, elle sacrifie l’animal, recueille les cellules malignes et les réduit en une bouillie débordante de micro-ARN. Elle y introduit ensuite des ARNm de luciférase et mesure «l’effet méduse» de l’échantillon. Grâce à cette technique, la chercheuse a pu étudier l’effet des micro-ARN de son échantillon à peine 15 minutes après l’introduction des ARNm.
Dans un article publié par la revue Science en juillet dernier, l’équipe de McGill a été la première à démontrer l’efficacité scientifique de cette méthode qui simplifiera grandement le travail des chercheurs. Elle a pu confirmer que l’effet de censure se produit dès l’instant où le micro-ARN se lie au messager. Les chercheurs espèrent être un jour en mesure d’inverser le processus, c’est-à-dire d’introduire des micro-ARN synthétiques capables de faire taire les censeurs eux-mêmes dans des cellules cancéreuses afin d’y rétablir une certaine liberté d’expression. Ces antagomirs (antagonistes des micro-ARN), estime Thomas Duchaîne, pourraient rapidement faire le bonheur de bien des patients.
Par Thomas Gervais
De toutes les étrangetés que dissimule le génome humain, les micro-ARN sont certainement parmi les plus étonnantes. Il y a 15 ans, personne ne comprenait l’utilité de ces minuscules acides nucléiques. «Aujourd’hui, explique Thomas Duchaîne, professeur au département de biochimie à l’Université McGill, nous savons qu’ils jouent un rôle crucial dans la régulation d’un tiers des gènes humains.» L’expression de nos gènes est soumise à une censure sévère, en bonne partie orchestrée par les micro-ARN. Ceux-ci contiennent des séquences complémentaires à celles des ARN messagers (ARNm), sortes d’émissaires chargés de transmettre aux gènes l’information nécessaire à la production de protéines. Lorsque les ARNm sont trop nombreux, ou lorsqu’ils transportent une information soupçonnée d’être néfaste, les micro-ARN s’y attachent et les empêchent d’être traduits en protéines par la «machinerie» cellulaire. Le messager est ensuite dégradé par la cellule, effacé des registres comme s’il n’avait jamais existé. La plupart du temps, cette censure est bénéfique. Mais, dans plusieurs types de cancers, les censeurs deviennent insuffisants – ou trop nombreux – et empêchent la cellule d’exprimer ses gènes correctement, explique Géraldine Mathonnet, chercheuse postdoctorale à l’Université McGill.
Comme toute censure bien menée, celle des micro-ARN est particulièrement difficile à détecter pour l’observateur. Auparavant, afin d’étudier leur fonctionnement, les chercheurs utilisaient des cellules de souris modifiées pour contenir un gène présent dans un organisme marin apparenté à la méduse. Ce gène fabrique une enzyme – la luciférase – qui permet à l’invertébré d’émettre une lumière dont il se sert afin de distraire ses assaillants. Pour tromper les censeurs et les forcer à reconnaître l’ARNm de l’enzyme, on lui greffe une séquence bien connue des micro-ARN de la cellule. Lorsque l’ARNm de luciférase est réduit au silence, la bioluminescence cesse. Un excellent moyen de détecter l’effet des micro-ARN. Mais cette technique est fastidieuse. «Les résultats n’apparaissent qu’après plusieurs jours et il est impossible de suivre en direct l’action des micro-ARN», commente Géraldine Mathonnet. La chercheuse a donc développé une méthode pour étudier ceux-ci in vitro, c’est-à-dire sans avoir besoin de cellules vivantes. Elle fait d’abord croître des cellules cancéreuses en utilisant une souris malade comme incubateur. Lorsque la tumeur atteint des proportions suffisantes, elle sacrifie l’animal, recueille les cellules malignes et les réduit en une bouillie débordante de micro-ARN. Elle y introduit ensuite des ARNm de luciférase et mesure «l’effet méduse» de l’échantillon. Grâce à cette technique, la chercheuse a pu étudier l’effet des micro-ARN de son échantillon à peine 15 minutes après l’introduction des ARNm.
Dans un article publié par la revue Science en juillet dernier, l’équipe de McGill a été la première à démontrer l’efficacité scientifique de cette méthode qui simplifiera grandement le travail des chercheurs. Elle a pu confirmer que l’effet de censure se produit dès l’instant où le micro-ARN se lie au messager. Les chercheurs espèrent être un jour en mesure d’inverser le processus, c’est-à-dire d’introduire des micro-ARN synthétiques capables de faire taire les censeurs eux-mêmes dans des cellules cancéreuses afin d’y rétablir une certaine liberté d’expression. Ces antagomirs (antagonistes des micro-ARN), estime Thomas Duchaîne, pourraient rapidement faire le bonheur de bien des patients.