Les planaires sont des vers plats avec la capacité extraordinaire de restaurer les parties blessées ou manquantes de leur corps. On sait depuis longtemps qu'un groupe particulier de protéines, appelées protéines PIWI, est essentiel à cette capacité de régénération. Une équipe de chercheurs de l'Université de Bayreuth dirigée par le biochimiste Dr Claus Kuhn révèle maintenant plus en détail le mode d'action de ces protéines. Dans la revue Gènes et développement , les scientifiques présentent leurs résultats de recherche, qui promettent de faire progresser la compréhension moléculaire des processus de régénération.

Protection de l'information génétique

Des groupes de recherche du monde entier étudient l'étonnante capacité de régénération des planaires. Leur travail a été révolutionné par la combinaison de méthodes biochimiques avec des techniques à haut débit couplées à la bioinformatique. L'étude de Bayreuth se concentre sur Schmidtea mediterranea , l'espèce modèle planaire la mieux étudiée. Ses cellules souches contiennent les protéines SMEDWI-2 et SMEDWI-3. Sans ces protéines du groupe des protéines PIWI, les vers plats ne peuvent pas se régénérer, encore moins rester viable. Les chercheurs de Bayreuth ont découvert que les deux protéines susmentionnées se lient à de petits ARN, connus sous le nom de piARN. Cela permet à ces derniers de reconnaître et de dégrader les gènes sauteurs (transposons). Surtout, les gènes sauteurs ont l'habitude de changer constamment de position dans le génome, provoquant ainsi des mutations. En dégradant les transposons et en les rendant inoffensifs, Les piARN apportent une contribution importante à la stabilité de l'information génétique, en particulier dans les cellules souches planaires. Par ici, les scientifiques sont maintenant plus près de comprendre comment les cellules souches des planaires conservent la flexibilité nécessaire pour régénérer des parties du corps sans se détruire en même temps.

"Les piARN ont cet effet stabilisant chez l'homme, trop, mais ils ne se produisent que dans nos cellules germinales. Planaires, en revanche, ont un grand nombre de piARN dans les cellules souches pluripotentes adultes, qui se différencient et se développent en divers types de tissus. Les planaires sont donc des organismes modèles idéaux pour étudier le mode d'action des piARN, " dit le Dr Claus Kuhn.

Autre fonction des piARN :la dégradation des ARN messagers

De plus, les chercheurs de Bayreuth ont découvert une autre fonction pour SMEDWI-3 :certains piARN auxquels SMEDWI-3 se lie ne ciblent pas par la suite les gènes sauteurs mais reconnaissent plutôt les ARNm. Ces molécules, également appelés « ARN messagers, " contiennent des informations pour la synthèse des protéines. Dans certains cas, ils sont dégradés par les piARN liés à SMEDWI-3, dans d'autres cas, ils ne sont liés que par SMEDWI-3 et peut-être même protégés de la dégradation.

"Nous avons été très surpris lorsque nous avons trouvé cette fonction supplémentaire de SMEDWI-3, qui se produit indépendamment de la dégradation des gènes sauteurs. Il semble possible que certains piARN liés à SMEDWI-3 soient utilisés pour la dégradation des ARNm car cela maintient les cellules souches dans un état de pluripotence plus stable. La pluripotence pourrait éventuellement être compromise si trop d'ARN messager donné est disponible et utilisé pour la synthèse des protéines. Cependant, on ne sait toujours pas quel est le but final de la liaison de SMEDWI-3 aux ARN messagers, lorsqu'il n'entraîne pas de dégradation de l'ARN. C'est ce que nous espérons découvrir à l'avenir, " dit Iana Kim, premier auteur de la nouvelle étude et doctorant dans le laboratoire du Dr Claus Kuhn.