Les cellules humaines se divisent et créent de nouvelles cellules tout au long de la vie. Dans ce processus, un apport constant, voire rythmique, de blocs de construction d'ADN est nécessaire pour créer un nouvel ADN. Aujourd'hui, des chercheurs de l'Université de Copenhague sont les premiers à montrer exactement comment les cellules humaines régulent ce processus afin qu'il n'échoue pas et ne provoque pas de maladie. Les chercheurs montrent également comment ils peuvent manipuler le rythme et suggèrent comment cela peut être utilisé à l'avenir pour tuer les cellules cancéreuses. L'étude est publiée dans Science .

Le nouvel ADN est généré dans les cellules humaines à partir de minuscules blocs de construction appelés nucléotides produits par une enzyme appelée RNR. Jusqu'à maintenant, nous n'avons pas entièrement compris comment exactement le rythme RNR et la présence de la bonne quantité de nucléotides sont alignés avec le rythme de la réplication de l'ADN.

Maintenant, des chercheurs de la Faculté des sciences de la santé et des sciences médicales de l'Université de Copenhague ont cartographié le flux et la régulation des nucléotides. Le flux suit le même rythme que la réplication de l'ADN - et quand ce n'est pas le cas, les cellules régulent le processus pour aligner les deux.

"Nous pouvons voir que ces processus suivent le même rythme périodique. Nous avons trouvé un mécanisme qui ralentit instantanément la réplication de l'ADN lorsque RNR, l'usine de nucléotides, sort de ce rythme, mais bien avant que l'approvisionnement en nucléotides ne devienne critique, déclare Jiri Lukas, professeur et directeur exécutif du Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research.

Les blocs de construction se rattrapent

Les groupes de recherche dirigés par les professeurs Jiri Lukas et Chunaram Choudhary ont découvert que la cellule réagit même à de petits changements dans le flux de nucléotides. Si la production faiblit, un signal chimique composé d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) diffuse le message pour ralentir la réplication de l'ADN.

Leur document de recherche ; publié aujourd'hui dans la revue Science , rapporte qu'une telle communication entre l'approvisionnement en nucléotides et la vitesse de réplication de l'ADN est possible grâce au fait que tous les sites du génome humain qui copient activement l'ADN contiennent une protéine appelée PRDX2 qui détecte cette alerte chimique.

Quand cela arrive, la protéine PRDX2 libère un accélérateur appelé TIMELESS à partir de l'ADN, et cette libération ralentit le rythme auquel les cellules font face à leur ADN. Des réplications d'ADN plus lentes permettent à la production de nucléotides de se rattraper et de retrouver le même rythme que la synthèse d'ADN. À cause de ce, il y a presque toujours assez de nucléotides pour construire l'ADN, ce qui est à son tour d'une importance cruciale pour la copie des génomes sains sans erreur.

La vitesse élevée tue le cancer

Ce constat met en lumière plusieurs maladies, mais est particulièrement important en ce qui concerne le cancer. Les chercheurs montrent qu'ils peuvent désactiver le signal chimique qui alerte les cellules des problèmes de production de nucléotides. Dans de telles conditions, les cellules ne peuvent pas ralentir le processus de réplication, et les chercheurs proposent que cela entraverait la prolifération des cellules cancéreuses car elles sont particulièrement vulnérables à une vitesse de réplication élevée.

"Nous avons découvert que les cellules cancéreuses copient leur ADN assez lentement, car ils ont des génomes anormaux et la réplication de l'ADN doit surmonter de nombreux obstacles. Lorsque nous supprimons leur capacité à copier lentement leurs génomes, les cellules cancéreuses meurent parce qu'elles ne peuvent pas faire face à trop de bosses sur leurs modèles d'ADN, " dit Kumar Somyajit, Post.Doc et premier auteur de l'étude.