Jeff Chao, Chef de groupe junior au FMI, et son groupe a développé une méthode sophistiquée pour mesurer la dégradation de l'ARNm dans des cellules individuelles. Ils ont développé un biocapteur fluorescent qui permet de distinguer les transcrits intacts et les intermédiaires de dégradation. Cette nouvelle méthode, connu sous le nom de TRAITER, complète bien la méthode qu'ils ont développée plus tôt, appelé TRUC, qui mesure la traduction des protéines.

La vie d'un ARN commence dans le noyau, où il est synthétisé et encore modifié -plafonné, épissé et polyadénylé. Il se déplace ensuite dans le cytoplasme où il est traduit en une protéine, et finalement dégradé. La quantité de protéine produite dépend en grande partie de la régulation de la transcription, mais aussi l'abondance d'ARNm. En tant que leader du groupe FMI, Jeff Chao fait remarquer, "Il est devenu de plus en plus clair que la régulation de la dégradation de l'ARNm, en particulier lors de développements ou de changements environnementaux rapides, peut considérablement influencer les niveaux d'ARN. » Alors que de nombreuses étapes de dégradation de l'ARN ont été caractérisées, une compréhension claire de quand et où la dégradation se produit a fait défaut jusqu'à présent.

Jeff Chao et son équipe ont maintenant développé une méthode de microscopie à fluorescence qui leur permet de mesurer la dynamique spatiale et temporelle de la dégradation de molécules d'ARNm uniques dans des cellules vivantes.

Chao et ses collègues ont profité d'une structure d'ARN viral qui forme une structure en forme de nœud. Ce pseudo-nœud empêche la dégradation de l'ARNm par Xrn1, une exoribonucléase 5'-3'. Chao explique :"A l'aide d'un biocapteur multicolore contenant ces pseudo-nœuds viraux, nous avons pu faire la distinction entre les transcrits d'ARNm intacts et les transcrits d'ARNm en cours de dégradation. » Les scientifiques ont appelé cette technique TREAT for 3(Three)'-RNA End Accumulation during Turnover.

D'abord et surtout, TREAT a permis au scientifique d'observer la dégradation de l'ARNm en temps réel dans des cellules vivantes. Pour visualiser la dégradation, les scientifiques ont conçu un transcrit marqué avec deux protéines de liaison à l'ARN fusionnées à deux balises fluorescentes distinctes :l'une des protéines - PP7 (marquée avec une protéine fluorescente verte) - se lie à la région codante de l'ARNm, tandis que l'autre - MS2 (avec une étiquette rouge) - se lie à la région 3' non traduite. Entre PP7 et MS2, les scientifiques ont introduit les pseudo-nœuds viraux. Ainsi étiqueté, les ARNm non traduits individuels apparaissent en jaune. Comme l'ARN est dégradé par XRN1, le PP7 marqué en vert est déplacé. Cependant, à la position du pseudo-nœud, La dégradation du XRN1 s'arrête, qui permet la détection d'un changement de couleur quantifiable du jaune au rouge.

En outre, Chao commente : « En utilisant TREAT, nous avons pu mesurer la dégradation de l'ARNm dans des cellules individuelles et avons découvert que les événements de dégradation individuels se produisent indépendamment dans le cytosol. Les ARNm dégradés ne se sont pas accumulés dans les corps de transformation." Ce sont des premières informations importantes car on pensait que les corps de transformation jouaient un rôle direct dans la dégradation de l'ARN. Les corps de transformation sont des compartiments sans membrane qui se forment pendant les transitions de phase. Ils sont composés d'ARN- protéines de liaison et ARNm, et puisqu'ils contiennent de nombreuses protéines impliquées dans le renouvellement de l'ARNm, il a été proposé qu'ils soient des sites cellulaires de dégradation de l'ARN.

"TREAT complète bien l'autre technologie que nous avons développée précédemment appelée TRICK. Avec la sélection de marqueurs fluorescents appropriés, nous pouvons maintenant surveiller à la fois le renouvellement de l'ARN et la traduction de l'ARN « en direct », et nous pouvons examiner comment ces processus sont interconnectés au sein d'une seule cellule, " dit Chao.