L'ARN (acide ribonucléique) est un proche cousin chimique de l'ADN (acide désoxyribonucléique) et joue un rôle crucial dans diverses activités biologiques, notamment la synthèse des protéines, la régulation des gènes et la signalisation. Un ARN dysfonctionnel peut entraîner une cascade de problèmes cellulaires et contribuer au développement de maladies comme le cancer, les troubles neurodégénératifs et les infections virales.
Pour maintenir la santé cellulaire, les cellules ont développé des mécanismes complexes pour dégrader les molécules d’ARN endommagées ou inutiles. L’un de ces mécanismes est la désintégration de l’ARN, un processus étroitement régulé qui garantit la destruction rapide des molécules d’ARN lorsqu’elles ne sont plus nécessaires. Cependant, les détails moléculaires sur la manière dont les cellules exécutent cette destruction de l’ARN sont restés insaisissables jusqu’à présent.
Dans leur étude révolutionnaire, l'équipe de l'UC Berkeley, dirigée par le professeur Rebecca Voorhees et le Dr Michael Taverner, chercheur postdoctoral, s'est concentrée sur un type spécifique de désintégration de l'ARN appelé voie de désintégration exonucléolytique 3'-à-5'. Cette voie est responsable de la dégradation des molécules d'ARN de l'extrémité 3' (la queue) à l'extrémité 5' (la tête) et joue un rôle essentiel dans la régulation de l'expression des gènes et du renouvellement de l'ARN.
En utilisant une combinaison de techniques biochimiques et structurelles de pointe, les chercheurs ont pu déterminer la structure moléculaire et le mécanisme d'un complexe protéique appelé exosome nucléaire, qui est la machinerie centrale responsable de la désintégration exonucléolytique 3'-à-5'. Ils ont découvert que l’exosome nucléaire est un assemblage hautement orchestré de plusieurs protéines qui travaillent ensemble pour dérouler la molécule d’ARN et faciliter sa dégradation étape par étape.
En outre, les chercheurs ont identifié des composants protéiques spécifiques de l’exosome nucléaire qui reconnaissent et se lient à différents types de molécules d’ARN, garantissant ainsi que seules les molécules d’ARN ciblées sont dégradées. Cette sélectivité est essentielle pour empêcher la destruction aveugle de l’ARN et maintenir l’homéostasie cellulaire.
"Cette étude fournit la première compréhension moléculaire détaillée de la façon dont les cellules détruisent l'ARN par la voie de désintégration exonucléolytique 3' à 5'", explique le professeur Voorhees. "Nous pensons que ces connaissances auront de vastes implications pour comprendre comment le dysfonctionnement de l'ARN conduit à la maladie et offriront de nouvelles opportunités pour des interventions thérapeutiques ciblant les voies de dégradation de l'ARN."
Les résultats de cette étude pourraient ouvrir la voie au développement de nouveaux traitements pour les maladies impliquant un dysfonctionnement de l’ARN. En manipulant l'activité ou les composants de l'exosome nucléaire, il pourrait être possible de restaurer l'homéostasie de l'ARN et de corriger les défauts cellulaires qui contribuent à la progression de la maladie.
Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour explorer les applications thérapeutiques potentielles du ciblage des voies de désintégration de l’ARN, mais cette étude révolutionnaire a jeté les bases de la compréhension de la façon dont les cellules détruisent l’ARN et fournit une feuille de route pour les recherches futures dans le domaine de la biologie de l’ARN.
