Que font les gènes? - Nouvel aperçu

Tout le monde sait que pour bien faire son travail, il faut avoir les bons outils. Chaque cellule du corps a un travail ou une fonction particulière; Par exemple, les cellules pancréatiques doivent produire de l'insuline, tandis que les cellules de la rétine de l'?il doivent détecter la lumière et la couleur. Les bons outils pour les cellules sont les protéines encodé par les gènes, c’est-à-dire que les «bons» gènes du travail ne sont activés que dans des cellules particulières où ils sont nécessaires. Cependant, tout comme l'utilisation du mauvais outil pour le travail peut aboutir à une catastrophe, il en va de même si les mauvais gènes sont activés dans une cellule.
Les scientifiques savent depuis des années que le fait de se tourner vers de mauvais gènes peut, dans certains cas, provoquer des maladies graves, notamment le cancer. Ils savent également que les facteurs de transcription, à savoir les protéines spécifiques activées ou désactivées dans les cellules, selon qu’ils se lient ou non à l’ADN proche, agissent comme un commutateur, ce qui signifie qu’ils se lient à l’ADN et 'off' ils ne le font pas.
Selon une étude publiée dans le numéro du 12 avril de La natureL'équipe de scientifiques dirigée par l'UNC, les facteurs de transcription n'agissant pas comme un commutateur «on-off», leur comportement de liaison est en fait considérablement plus complexe.
Le professeur Jason Lieb, Ph.D., auteur principal de l'étude et membre du UNC Lineberger Comprehensive Cancer Center, explique:

"Ceci est une nouvelle façon de voir comment les gènes sont contrôlés. Depuis quelque temps, il existe des cartes moléculaires qui montrent l’emplacement des protéines liées à l’ADN - comme une feuille de route. Pour la première fois, nous pouvons montrer l'équivalent moléculaire d'un rapport de trafic en temps réel. "

En travaillant avec la levure, l’équipe de l’UNC a découvert que le processus de liaison des facteurs de transcription impliquait plus que d’être lié à l’ADN ou non, qu’il était dynamique et qu’il pouvait «faire du tapis roulant». L’équipe émet l’hypothèse que dans ce processus, il pourrait y avoir un «embrayage» moléculaire qui convertit le «traitement sur tapis roulant» en un état lié stable, puis déplace le processus de transcription pour compléter l’activation du gène.
Lieb, qui est également directeur du Carolina Center for Genome Sciences, explique:

"Cette découverte est passionnante parce que nous avons développé une nouvelle méthode de mesure et de calcul de la durée pendant laquelle une protéine est associée à tous les différents gènes qu’elle régule. Ceci est important car elle représente une nouvelle étape dans la régulation des gènes. chaque nouvelle étape, il existe des possibilités de nouveaux mécanismes de régulation.Nous avons constaté que les protéines qui se lient à l’état stable sont associées à des niveaux élevés de transcription génique. peut réguler le résultat en termes d'expression génique.En fin de compte, ce type de régulation pourrait être important pour la médecine génétique - une nouvelle façon de réguler les «commutateurs» qui activent ou désactivent l'expression génique associée à la maladie. "

Les chercheurs ont décidé de mener une compétition contrôlée entre deux copies du même facteur de transcription, chacune ayant un marqueur moléculaire unique. Ils ont permis à l'une des protéines de se lier à toutes ses cibles génétiques avant d'introduire la seconde copie, et ont mesuré le temps nécessaire pour que la protéine résidente soit remplacée par le facteur de transcription concurrent. Ils ont ensuite utilisé cette information pour calculer le temps de résidence à chaque endroit du génome.
Colin Lickwar, MS, premier auteur du document, commente:

"Nous ne savions pas si le temps de résidence était important, mais nous avons constaté que le temps de résidence était un meilleur indicateur de l'activation ou de la désactivation d'un gène que les mesures de liaison précédentes." Anthony Carter, Ph.D., de l’Institut national des sciences médicales de l’Institut national de la santé, explique: «En adoptant une approche interdisciplinaire intégrant l’utilisation d’outils de modélisation mathématique, le Dr Lieb a jeté un nouvel éclairage sur un processus cellulaire fondamental, la capacité changer rapidement entre les états actifs et inactifs de l'expression des gènes.Les résultats peuvent offrir de nouvelles perspectives sur la façon dont les cellules répondent aux signaux de développement et comment elles s'adaptent aux conditions environnementales changeantes. "

Écrit par Petra Rattue