Une découverte révolutionnaire et surprenante apporte un changement conceptuel majeur de ce qui est le plus important pour les cellules :la fidélité du processus de transcription de l'ADN - copier avec précision le message de l'ADN en ARN, le précurseur des protéines - ou réparation de l'ADN, ce qui évite de perdre les chromosomes brisés. Comme indiqué dans le journal La nature , les chercheurs ont découvert que dans l'organisme modèle E. coli , la fidélité de la transcription de l'ADN se fait au détriment de la réparation de l'ADN.

"Si vous demandez à un groupe de scientifiques ce qui est le plus important pour une cellule, maintenir l'intégrité de son ADN contenant toutes les informations génétiques de l'organisme, ou la fidélité de la transcription - le processus qui transcrit l'ADN en ARN, qui conduit à la synthèse des protéines - la grande majorité serait d'accord pour dire que la réparation de l'ADN est plus importante, " a déclaré l'auteur correspondant, le Dr Christophe Herman, professeur agrégé de génétique moléculaire et humaine, de virologie moléculaire et de microbiologie au Baylor College of Medicine. "Dans cette étude, nous montrons le contraire."

Il est bien connu que les cassures d'ADN sont gênantes pour les cellules car elles peuvent provoquer une instabilité majeure des gènes de la cellule ou la mort cellulaire, s'il n'est pas réparé correctement. En revanche, les erreurs lors de la transcription sont généralement considérées comme moins importantes car la transcription est temporaire, et si l'un est défectueux, les cellules peuvent en faire un autre. Pour ces raisons, la plupart des chercheurs considèrent que la réparation des cassures de l'ADN l'emporterait sur la transcription pour protéger l'intégrité de l'ADN, et empêcher les cellules de perdre leurs chromosomes.

"Les scientifiques étudient la réparation de l'ADN depuis des décennies et ont généré de nombreuses informations à ce sujet. En comparaison, nous savons peu de choses sur la fidélité de la transcription, " dit Herman, qui est également membre du Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center. "Mon laboratoire étudie la fidélité de la transcription depuis 12 ans. Nous avons montré il y a des années que les erreurs de transcription peuvent entraîner des changements héréditaires. Cela nous a fait penser que la fidélité de la transcription pourrait être plus importante que nous ne le pensions à l'origine. Dans cette étude, nous voulions enquêter sur les conséquences de la suppression de GreA, un facteur qui permet d'assurer la fidélité du processus de transcription sur la bactérie E. coli , sur la réparation des cassures d'ADN."

Une découverte inattendue

"Après avoir supprimé GreA, les bactéries étaient des centaines de fois plus efficaces pour réparer les dommages à l'ADN causés par des médicaments qui imitent les radiations, " a déclaré le premier auteur, le Dr Priya Sivaramakrishnan, un doctorat étudiant au laboratoire Herman lors du développement de ce projet. "Les bactéries peuvent réparer les ruptures d'ADN beaucoup plus rapidement lorsque GreA est absent."

Pour déterminer comment le manque de fidélité de la transcription peut conduire à une réparation plus rapide, les chercheurs ont développé une nouvelle méthode de séquençage du génome entier, qu'ils ont nommé séquençage des eXOnucléases (XO-seq), visualiser physiquement les différentes étapes de la réparation de l'ADN dans les cellules vivantes. En utilisant cette méthode et d'autres, les chercheurs ont déterminé le mécanisme moléculaire par lequel la perte de GreA favorise la réparation de l'ADN.

La découverte que le facteur de fidélité de transcription GreA empêche la réparation de l'ADN représente un changement de paradigme majeur dans le monde de l'ADN, car cela implique que garantir une fidélité de transcription appropriée se fait au prix d'une diminution de la capacité de la cellule à réparer l'ADN. "C'était complètement inattendu, " dit Herman.

"Pour avoir un processus qui aide à transcrire l'ADN en ARN de haute qualité qui produira des protéines de haute qualité, les bactéries paient cent fois le prix de l'efficacité de la réparation de l'ADN, " a déclaré la co-auteure, le Dr Susan Rosenberg, Chaire Ben F. Love en recherche sur le cancer et professeur de génétique moléculaire et humaine, de virologie et microbiologie moléculaires et de biochimie et biologie moléculaire à Baylor. Rosenberg est également responsable du programme d'évolution du cancer au Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center à Baylor.

"La conservation de la biologie fondamentale des acides nucléiques des bactéries à l'homme est formidable, " a déclaré Rosenberg. "Nous émettons l'hypothèse que ce mécanisme découvert dans E. coli peut également être présent dans d'autres cellules, qui aurait des implications dans plusieurs domaines, du cancer à l'évolution."