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    Un commutateur récemment développé active les gènes des milliers de fois mieux que la nature

    Une boucle en épingle à cheveux à partir d'un pré-ARNm. Les nucléobases (vert) et le squelette ribose-phosphate (bleu) sont mis en évidence. Notez qu'il s'agit d'un simple brin d'ARN qui se replie sur lui-même. Crédit :Vossman/ Wikipédia

    Si les scientifiques pouvaient réguler précisément l'expression des gènes, ils pourraient désactiver les gènes responsables de la maladie et activer ceux qui améliorent la santé et le système immunitaire.

    "C'est pourquoi le contrôle de l'expression des gènes est si fondamental, " a déclaré Julius Lucks de l'Université Northwestern. " Une fois que vous aurez bien compris, Tu peux faire n'importe quoi."

    Pour la chance, avoir une "bonne" maîtrise de l'expression des gènes pourrait être un euphémisme. Lui et son équipe ont développé un outil puissant et polyvalent qui permet d'activer des gènes des milliers de fois mieux que la nature.

    "Tout ce que nous avons fait, c'est de faire un commutateur d'ARN qui active un gène, " dit Chances, professeur agrégé de génie chimique et biologique à la McCormick School of Engineering de Northwestern. "Mais ce qui le rend vraiment génial, c'est que c'est vraiment, vraiment, très bien."

    Soutenu par la National Science Foundation, l'Agence des Projets de Recherche Avancée de la Défense, et les fonds Searle du Chicago Community Trust, la recherche a été publiée en ligne le 19 octobre dans la revue Communication Nature . James Chappell, un boursier postdoctoral au laboratoire de Lucks et maintenant professeur adjoint à l'Université Rice, a été le premier auteur de l'article.

    En utilisant une approche de conception informatique, La chance a créé le commutateur en programmant moléculairement une molécule d'ARN appelée Small Transcription Activating RNA, ou STAR que son groupe avait précédemment découvert. Il utilise ensuite un algorithme développé par l'ancien élève de Northwestern Joe Zadeh ('03) pour optimiser le STAR pour des applications spécifiques. Une entreprise extérieure utilise les résultats de l'algorithme pour construire un morceau physique d'ARN, que Lucks utilise ensuite dans ses expériences.

    La chance compare les STAR à un interrupteur d'éclairage.

    "Pour que quoi que ce soit arrive en biologie, la "lumière" doit être allumée, " dit Chances, membre du Centre de biologie synthétique de Northwestern. "Nous sommes toujours intéressés à faire bouger les choses, nous avons donc trouvé un moyen de concevoir de très bons interrupteurs d'éclairage."

    Poursuivant l'analogie, les interrupteurs à ARN trouvés dans la nature sont incapables d'allumer ou d'éteindre complètement les "lumières". Souvent, la pièce est toujours sombre au lieu d'être complètement sombre ou brillamment lumineuse. Mais les chercheurs ont souhaité avoir un contrôle plus strict du système. L'ÉTOILE de la chance peut allumer la lumière ou activer un gène 9, 000 fois plus lumineux que sans la STAR présente, fournissant la pièce complètement sombre ou claire qui manquait aux chercheurs.

    "Si vous étudiez un système pour explorer ce que fait un gène, vous voulez savoir ce qu'il fait lorsqu'il est complètement allumé ou éteint, " Lucks explique. " Pas quand le gène est là ou à mi-chemin. C'est beaucoup plus difficile à démêler."

    C'est particulièrement vrai pour les applications de diagnostic, que Lucks prévoit de poursuivre avec son nouvel outil. Parce que l'ARN excelle dans la détection d'autres brins d'ARN, Les STAR pourraient être utiles pour diagnostiquer les virus à ARN. Pour faire ça, L'interrupteur de Lucks pourrait être conçu pour s'allumer en présence de l'un de ces virus.

    "Vous devez avoir un contrôle très strict pour y parvenir, " Lucks a déclaré. "Vous ne voulez pas un signal à mi-chemin car vous vous retrouverez alors avec des faux positifs. Vous avez besoin d'un signal clair."

    Diagnostique, cependant, n'est qu'une chose que les chercheurs peuvent accomplir avec les STAR. Lucks est également intéressé à les utiliser pour l'ingénierie métabolique, la régulation des réseaux d'ARN, et plus.

    "Il s'agit d'une technologie habilitante, et nous avons des collaborations qui commencent tout de suite, " La chance a dit. " Tout d'un coup, toutes ces différentes choses sont possibles. Et c'est juste génial."


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