Une nouvelle classe d'ARN antisens régulateurs de l'expression génique
Publié par Adrien le 11/12/2017 à 00:00
Source: CNRS-INSB
La sénescence cellulaire est une barrière anti-cancer caractérisée par un arrêt stable de la prolifération cellulaire en réponse à différents stress. Des chercheurs du Laboratoire de biologie cellulaire et moléculaire du contrôle de la prolifération, ont identifié en sénescence une nouvelle classe d'ARN antisens régulateurs de l'expression génique qui sont produits sur des gènes convergents à cause de défauts de terminaison de la transcription. La production de ces ARN est régulée par la structure de la chromatine et la vitesse (On distingue :) d'élongation de la transcription en aval de ces gènes. Ces travaux, publiés le 28 novembre 2017 dans la revue Cell Reports, soulignent l'importance du contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) épigénétique des régions intergéniques pour l'expression correcte du génome (Le génome est l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une espèce codé dans son ADN (à l'exception de certains virus dont le...).


Figure 1. Exemple de RNA-seq brin-spécifique (brin (-)) d'un locus convergent produisant un START (STart était un magazine américain traitant de l'informatique et du jeu vidéo, dédié plus particulièrement à l'Atari ST. C'est un spin-off du magazine américain Antic.) RNA indiqué par la flèche rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.).
© Estelle Nicolas

La sénescence cellulaire est caractérisée par un arrêt stable de la prolifération cellulaire en réponse à différents stress (Le stress (« contrainte » en anglais), ou syndrome général d'adaptation, est l'ensemble des réponses d'un organisme soumis à des contraintes...) comme l'activation (Activation peut faire référence à :) d'oncogène. Elle est ainsi considérée comme une barrière anti cancer (Le cancer est une maladie caractérisée par une prolifération cellulaire anormalement importante au sein d'un tissu normal de l'organisme, de telle manière que la survie de ce dernier est...) majeure. Cependant, l'accumulation de cellules sénescentes peut engendrer des maladies liées au vieillissement (La notion de vieillissement décrit une ou plusieurs modifications fonctionnelles diminuant progressivement l'aptitude d'un objet, d'une information ou d'un organisme à assurer...) normal et pathologique. La sénescence cellulaire s'accompagne de la mise en place d'un programme génique spécifique et de changements dans la structure de la chromatine. Les longs ARN non-codants (ARNnc) participent à la régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se rattache au plan scientifique à l'automatique.) de l'expression génique en agissant notamment sur la structuration de la chromatine.

Les chercheurs se sont intéressés à l'identification de nouveaux longs ARNnc comme nouveaux acteurs dans le contrôle de la sénescence cellulaire. Dans ce but, ils ont analysé, de manière indépendante de l'annotation connue du génome, des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) à grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un véhicule utilisé par les sapeurs-pompiers, et qui emporte une échelle escamotable de grande hauteur. Le terme...) mesurant l'expression génique de façon brin-spécifique en sénescence. Ils ont découvert une nouvelle classe d'ARNnc produits sur des gènes convergents (deux gènes adjacents en orientation (Au sens littéral, l'orientation désigne ou matérialise la direction de l'Orient (lever du soleil à l'équinoxe) et des points cardinaux (nord de la boussole) ;) inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est un élément y tel que x·y = y·x = 1, si 1...) dans le génome) par un défaut de terminaison de la transcription d'un des deux gènes convergents (voir Figure 1).


Figure 2. Modèle de la production des START RNAs en sénescence.
© Estelle Nicolas

Ces ARN, appelés START RNAs (Senescence-Triggered Antisense Read-Through RNAs), sont en orientation antisens (opposée) à l'autre gène (Un gène est une séquence d'acide désoxyribonucléique (ADN) qui spécifie la synthèse d'une chaîne de polypeptide ou d'un acide ribonucléique (ARN)...) du couple de gènes convergents et répriment l'expression génique de ce dernier. La production de ces ARN régulateurs est augmentée en sénescence par des mécanismes impliquant la régulation de la localisation du variant d'histone H2A.Z ainsi qu'une augmentation de la vitesse d'élongation de l'ARN polymérase II (pol II) en aval du site de terminaison.

Ces travaux mettent en évidence un nouveau mécanisme de régulation rapide de l'expression génique sans nouvel événement d'initiation de la transcription, basé sur le contrôle épigénétique de la vitesse d'élongation par l'ARN pol II en aval des gènes. Ceci suggère l'importance du positionnement (On peut définir le positionnement comme un choix stratégique qui cherche à donner à une offre (produit, marque ou enseigne) une position crédible,...) et de l'orientation des gènes dans le génome ainsi que du contrôle épigénétique des régions intergéniques pour la régulation de l'expression génique. De plus, les START RNAs, en tant que nouveaux acteurs du programme génique de la sénescence, pourraient jouer des rôles importants dans le vieillissement cellulaire normal et pathologique ainsi que dans les mécanismes suppresseurs de tumeur (Le terme tumeur (du latin tumere, enfler) désigne, en médecine, une augmentation de volume d'un tissu, clairement délimitée sans précision de cause.).
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