Avec sa thèse, Jacob Lewerentz, du Département de biologie moléculaire de l'Université d'Umeå, contribue à la connaissance de la façon dont les cellules régulent leur niveau de protéines et s'adaptent à un nouveau milieu en dehors de leur organisme. Il a également étudié comment les niveaux de protéines sont régulés dans les cellules qui restent dans leur organisme et a développé un logiciel informatique pour les nouvelles technologies de séquençage qui produisent de longues lectures d'ADN.

"Une connaissance accrue de l'évolution cellulaire est intéressante à la fois du point de vue de la science fondamentale et du point de vue du cancer, par exemple par l'identification des cellules cancéreuses à un stade précoce pour le traitement ou pour le développement de médicaments qui ciblent les" mécanismes de réarrangement "cancereux", déclare Jacob Lewerentz .

Les cellules qui ont été isolées de leur organisme hôte sont courantes en science. Un exemple similaire de cellules isolées est celui des cellules cancéreuses qui sont passées à une vie égocentrique à l'intérieur du corps humain. Les cellules isolées ont une fonction différente qui est déterminée par des réarrangements dans leur code génétique.

"On savait auparavant que les réarrangements entraînaient une augmentation de certains gènes, mais on ne savait pas comment ces augmentations se produisaient", explique Jacob Lewerentz. "Nous montrons que les augmentations se produisent principalement par la duplication locale de la séquence génétique, comme des mots à double frappe dans un texte."

La structure des séquences dupliquées a été identifiée par de nouvelles technologies de séquençage qui permettent la lecture de longs fragments du code génétique. Grâce aux longues lectures, Jacob Lewerentz a également pu formuler une hypothèse sur les "mécanismes de réarrangement" qui ont transformé le code génétique des cellules.

"Les nouvelles technologies de séquençage apparues il y a quelques années ont révolutionné le domaine", dit-il. "Maintenant, une plus grande complexité peut être capturée qu'auparavant. Cependant, il est souvent nécessaire de coder des algorithmes personnalisés pour effectuer l'analyse, ce qui empêche de nombreux chercheurs d'utiliser la technologie."

Dans sa thèse, il a développé un logiciel informatique qui permet à quiconque d'identifier les réarrangements dans les données produites à partir des nouvelles technologies de séquençage. Grâce à ce logiciel, un utilisateur peut effectuer rapidement une analyse ciblée et effectuer une recherche exploratoire.

"Le logiciel est utile pour ceux qui ne savent pas coder ou qui souhaitent effectuer une analyse rapide, par exemple de nombreux chercheurs et cliniciens. Il est également utile pour les chercheurs qui ont besoin de visualiser des réarrangements complexes, par exemple dans les cellules cancéreuses."

Le thème de la thèse a été de savoir comment les cellules dans différents environnements régulent leurs niveaux de protéines qui, à leur tour, dictent les fonctions cellulaires. Dans l'environnement de l'organisme, les niveaux de protéines sont principalement régulés par des systèmes qui modulent la lecture du code génétique. Une régulation incorrecte de la lecture des gènes est impliquée dans plusieurs maladies, et il est essentiel que les cellules ajustent la lecture lorsqu'elles sont confrontées à différents nombres de copies de gènes, par exemple sur les chromosomes sexuels.

"Nous avons caractérisé la séquence de reconnaissance d'un système qui régule spécifiquement les niveaux de protéines de certains gènes."

Dans les cellules qui viennent d'être isolées de leur organisme, les fonctions doivent changer rapidement. Ici, la régulation au niveau de la lecture est trop lente; pour changer rapidement les niveaux de protéines, le code génétique doit être réorganisé. Dans la thèse, Jacob Lewerentz montre que les cellules qui ont été récemment isolées précocement dupliquent des parties de leur code génétique où se trouvent les fonctions liées à la gestion du stress.

"Il est difficile de capter les premières adaptations des cellules qui s'efforcent de devenir autonomes et dans cette perspective notre étude présente un intérêt particulier, par exemple pour la recherche sur le cancer", précise-t-il. + Explorer plus loin

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