Un code moléculaire synthétique appelé « Bi-PIP » a été conçu qui comprend un inhibiteur d'un bromodomaine lecteur épigénétique et des polyamides pyrrole-imidazole sélectifs liant l'ADN. Le Bi-PIP a écrit un code épigénétique biomimétique émulant le processus naturel d'acétylation des histones sur un nucléosome cible et a activé des gènes précis à l'intérieur de cellules vivantes. Crédit :SaiPadma Priya
Une équipe de chercheurs au Japon a développé un code moléculaire synthétique pour scripter l'activation des gènes. Le processus, décrit dans le Journal de l'American Chemical Society , pourrait conduire à de futures thérapies géniques pour un large éventail de maladies.
En particulier, le code pourrait aider à lutter contre les mutations épigénétiques, qui modifient la façon dont les gènes s'expriment et peuvent jouer un rôle essentiel dans les maladies neurodégénératives comme la maladie de Parkinson, La maladie d'Alzheimer, et la sclérose en plaques.
Ganesh Pandian Namasivayam et Hiroshi Sugiyama de l'Institute for Integrated Cell-Material Sciences de l'Université de Kyoto et leurs collègues ont fabriqué un code moléculaire qui imite un processus clé qui active les gènes dans le corps. Le code cible les histones, les protéines qui sont responsables de l'emballage de l'ADN afin qu'il s'insère dans le noyau d'une cellule.
Un brin d'ADN déroulé mesurerait environ deux mètres de long. Pour s'adapter à l'intérieur des cellules, L'ADN est étroitement enroulé autour des histones. Lorsque les histones subissent un processus chimique appelé acétylation, un groupe acétyle est ajouté à une partie de leur structure. Cela relâche l'attachement de l'ADN aux protéines, qui conduit à l'activation des gènes.
Les scientifiques ont recherché des moyens d'influencer l'acétylation des histones afin de manipuler l'activation des gènes, mais les méthodes actuelles ont leurs lacunes. Par exemple, certaines molécules synthétiques sont facilement dégradées par les enzymes du corps. D'autres sont incohérents dans leur capacité à activer les gènes.
Image schématique. Crédit :Izumi Mindy Takamiya
Junichi Taniguchi, le premier auteur de l'étude, développé un programme moléculaire qui recrute une enzyme d'acétylation des histones dans une partie spécifique d'un brin d'ADN. Le programme, appelé Bi-PIP, est formé de deux composants :un inhibiteur de bromodomaine, qui recrute un type spécifique d'enzyme histone acétyltransférase; et une molécule synthétique en forme d'épingle à cheveux qui reconnaît une séquence d'ADN spécifique.
Le code a réussi à émuler le processus naturel d'acétylation des histones et a conduit à l'activation d'un gène spécifique associé au système nerveux central à l'intérieur des cellules vivantes. Cependant, les chercheurs notent que des travaux supplémentaires sont nécessaires pour améliorer la sélectivité génétique de Bi-PIP. Ce travail s'ajoute à une bibliothèque de régulateurs génétiques à petites molécules qui pourraient constituer la base de l'épigénomique et des futures thérapies géniques pour traiter les troubles neurodégénératifs multifactoriels.
