Le terme « expression génétique » désigne le processus fondamental par lequel les cellules produisent les protéines nécessaires à notre fonctionnement à partir de l’ARN messager, qui fait office de plan. D’habitude, les chercheurs étudient ce mécanisme en extrayant des molécules d’ARN pour les analyser globalement en éprouvette. Or, cette méthode occulte une réalité cruciale : au sein d’une même cellule, des molécules identiques peuvent se comporter de manière hétérogène. Pour Daniel Zenklusen, chercheur à l’Université de Montréal, l’enjeu consiste donc à observer chaque molécule individuellement dans son environnement naturel, afin de saisir la véritable complexité du vivant et de remettre en question des dogmes scientifiques parfois incomplets.
Pour y parvenir, son laboratoire perfectionne des technologies de microscopie à super-résolution et de détection de molécules uniques. Ces méthodes permettent de visualiser l’organisation structurelle des ARN messagers (ARNm) et de leurs précurseurs, ainsi que d’autres grands complexes dans les cellules. Les recherches ont notamment révélé que les ARNm adoptent, dans les cellules, des conformations plus distinctes qu’on ne le pensait auparavant, et ont mis en évidence le rôle complexe du pore nucléaire dans le transport de l’ARNm du noyau, d’où il origine, vers le lieu où sont fabriquées les protéines. L’équipe a découvert que ces pores ne sont pas tous identiques, suggérant des fonctions spécialisées jusque-là insoupçonnées.
Ces découvertes ouvrent des débouchés majeurs en recherche biomédicale. Une meilleure compréhension du transport de l’ARN est essentielle, car des mutations dans ce processus sont liées à des maladies neurodégénératives. De plus, l’étude de l’organisation de l’ARN aide à comprendre le développement des tumeurs cancéreuses. Ces savoirs sont déjà cruciaux pour les thérapies basées sur l’ARNm, comme les vaccins contre la COVID-19. En favorisant la formation d’une main-d’œuvre hautement qualifiée, les travaux du Dr Zenklusen positionnent le Québec comme un leader de la recherche thérapeutique sur les ARN, promettant des avancées futures pour de nombreuses pathologies.
Références
Bensidoun, P., Reiter, T., Montpetit, B., Zenklusen, D., et Oeffinger, M. (2022). Nuclear mRNA metabolism drives selective basket assembly on a subset of nuclear pores in budding yeast. Molecular Cell, 82(20), 3856-3871.e6.
Adivarahan, S., Livingston, N., Nicholson, B., Rahman, S., Wu, B., Rissland, O. S., et Zenklusen, D. (2016). Spatial organization of single mRNPs at different stages of the gene expression pathway. Molecular Cell, 72(4), 727-738. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26694838/
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https://frq.gouv.qc.ca/histoire-et-rapport/decoder-lorganisation-de-larn-pour-propulser-les-futures-therapies/
