dans

L’ARN se noue, puis se dénoue dans une vidéo fascinante

De nouvelles vidéos frappantes montrent comment l’ARN – la molécule génétique qui dit aux cellules comment construire des protéines – s’emmêle en nœuds insensés au fur et à mesure qu’il se forme, pour se démêler à la dernière seconde, et d’une manière qui a surpris les scientifiques.

Les vidéos haute résolution illustrent une lignée conga rebondissante de nucléotides, les éléments constitutifs de ARN; à mesure que le brin unique d’ARN s’allonge, ces nucléotides dansent et se tordent en différentes formes tridimensionnelles, se tortillant d’abord dans une conformation, puis dans une autre. Une fois complètement assemblé, l’ARN prend sa forme finale, ce qui dicte comment il peut interagir avec d’autres molécules et protéines de la cellule.

Mais en cours de route, l’ARN peut être piégé dans des «nœuds» qui doivent être défaits pour que cette forme finale émerge.

«L’ARN doit donc en sortir», a déclaré l’auteur de l’étude Julius Lucks, professeur agrégé de génie chimique et biologique et membre du Center for Synthetic Biology de la Northwestern University. L’ARN ne fonctionnera pas correctement s’il reste piégé dans le mauvais nœud, c’est-à-dire un nœud qui gêne sa forme finale, a-t-il déclaré. « Ce qui était surprenant, c’est comment il est sorti de ce piège.… Cela n’a été découvert que lorsque nous avons eu les vidéos haute résolution. »

En relation: La génétique en chiffres: 10 histoires alléchantes

Dans la nouvelle étude, publiée le 15 janvier dans la revue Cellule moléculaire, Lucks et ses collègues ont généré leurs vidéos d’ARN en utilisant des données expérimentales et un algorithme informatique. L’objectif était de zoomer sur la manière dont l’ARN se forme, à la fois pour mieux comprendre la biologie cellulaire de base et pour ouvrir la voie à de meilleurs traitements pour les maladies liées à l’ARN.

A lire :  8 millions de Texans font bouillir de l'eau après l'explosion hivernale

Dans les expériences, l’équipe a utilisé un type spécifique d’ARN appelé ARN de particule de reconnaissance de signal (SNP), une molécule évolutive ancienne trouvée dans tous les règnes de la vie. Ils ont utilisé cet ARN comme modèle car il remplit une fonction fondamentale dans de nombreux types de cellules.

Pour zoomer sur la façon dont cellules construire cet ARN, l’équipe a utilisé des produits chimiques pour interrompre le processus de construction. Ainsi, au fur et à mesure que de nouveaux nucléotides ont été ajoutés à l’ARN, les chercheurs ont mis sur pause, puis ont enregistré comment ces nucléotides interagissaient avec d’autres déjà dans la gamme, et quelles formes ils formaient tous ensemble. En capturant les données de nombreuses molécules d’ARN individuelles, l’équipe a développé des instantanés de la façon dont l’ARN se construit généralement dans le temps.

Ces instantanés ont servi de cadres individuels dans ce qui allait devenir leurs vidéos finales de formation d’ARN. C’est là que le modèle informatique est entré en jeu. L’algorithme a essentiellement enchaîné les images individuelles dans des mini-films et a comblé les espaces entre les images avec les interactions nucléotidiques les plus probables. Dans ces vidéos, l’équipe a remarqué comment l’ARN s’est emmêlé dans des nœuds complexes qui, s’ils étaient liés, rendraient toute la molécule inutile.

« Il se replie dans cet état de piège, et il reste en quelque sorte là », a déclaré Lucks. L’ARN SNP est censé se former sous la forme d’une «épingle à cheveux», et ces pièges semblent gêner. Mais à mesure que de plus en plus de nucléotides sont ajoutés à la séquence, les nouveaux nucléotides se précipitent pour démêler le nœud en déplaçant les nucléotides emmêlés à l’intérieur.

A lire :  La flambée de nouveaux cas de Covid-19 dans le monde fait baisser les espoirs d'une fin rapide de la pandémie

« Ce dernier petit nucléotide est comme un déclencheur » qui permet à l’ensemble de l’ARN d’apparaître dans la conformation correcte, a déclaré Lucks. Pensez au dernier pli d’un projet d’origami, qui transforme soudainement un morceau de papier froissé en un joli papillon. Dans les vidéos, les nucléotides surlignés en violet foncé se nouent et les nucléotides rose foncé aident à les libérer, a noté Lucks.

Apprendre comment l’ARN s’emmêle et se démêle est essentiel pour comprendre le fonctionnement des cellules et la formation des protéines; la recherche peut également aider à lutter contre les maladies dans lesquelles l’ARN ne fonctionne pas correctement ou une protéine spécifique ne peut pas se former, comme atrophie musculaire spinaleet les maladies infectieuses telles que COVID-19[feminine qui sont causés par des virus à ARN, selon une déclaration.

Une grande question est de savoir si l’ARN peut principalement se démêler de ces nœuds ou s’il a parfois besoin de protéines auxiliaires pour faciliter le processus. Il est possible que certaines protéines agissent comme des «chaperons d’ARN» et aident à sculpter la molécule dans sa forme finale, a déclaré Lucks. Il a ajouté qu’il pourrait s’agir d’une combinaison des deux, bien qu’à ce stade, ce soit spéculatif.

Publié à l’origine sur 45Secondes.fr.

45secondes est un nouveau média, n’hésitez pas à partager notre article sur les réseaux sociaux afin de nous donner un solide coup de pouce. 🙂

  • Noué à la main. Origine: Persia / Iran 97X150 Tapis D'orient Ispahan Chaîne De Soie Signé: Hossein Davari Beige/Beige Foncé (Laine/Soie, Perse/Iran)
    Ces tapis sont fabriqués dans la ville d’Ispahan dans le sud-ouest de l’Iran. Ils sont considérés aujourd’hui comme les plus beaux de tous les tapis persans. Ils se caractérisent par une densité très élevée, des motifs richement détaillés et une haute qualité des matières. Les tapis Isfahan sont à considérer
  • Noué à la main. Origine: Persia / Iran 79X383 Tapis D'orient Yalameh Tapis Couloir Violet Foncé/Rouge Foncé (Laine, Perse/Iran)
    Ces tapis sont noués à la main par la tribu nomade Yalameh qui vit dans la province de Fars, dans le sud de l’Iran. Ils sont réputés pour la richesse de leurs motifs originaux et leurs couleurs vives et profondes. Le décor se compose parfois de beaux médaillons en forme de diamant placés en ligne droite. Ces
  • Noué à la main. Origine: Persia / Iran Tapis Fait Main Ispahan Chaîne De Soie Signé: Dardashti 247X312 Beige Foncé/Beige (Laine/Soie, Perse/Iran)
    Ces tapis sont fabriqués dans la ville d’Ispahan dans le sud-ouest de l’Iran. Ils sont considérés aujourd’hui comme les plus beaux de tous les tapis persans. Ils se caractérisent par une densité très élevée, des motifs richement détaillés et une haute qualité des matières. Les tapis Isfahan sont à considérer