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Des scientifiques israéliens découvrent les vertus médicales du calamar

Israël Technologies


Alors que Darwin nous parle de l’évolution et du principe d’adaptation comme d’un processus extrêmement lent et étendu, certains scientifiques ont découvert un organisme qui serait capable de se transformer ponctuellement, en fonction de leur environnement.

L’ARN et ses modifications

L’ARN (acide ribonucléique), est une copie du code génétique qui est l’intermédiaire de l’ADN (acide désoxyribonucléique) et de la protéine. L’ADN est transcrit en ARN qui est lui même traduit en protéine. 

La particularité de l’ARN est qu’il peut être « édité » avant d’être traduit en protéine. C’est ainsi qu’il détermine les différentes versions d’une même protéine. Le principe d’édition de l’ARN (RNA editing) est un processus moléculaire de modification post-transcriptionnelle de l’ARN. 

Selon ce processus certaines séquences de nucléotides (sous-unités de l’ADN et de l’ARN) se voient modifiées. L’édition d’ARN demeure relativement rare. Cependant, une recherche récente publiée dans la revue eLife révèle l’existence du premier exemple d’animal éditant son propre patrimoine génétique à la volée, pour modifier la plupart de ses protéines.

Le calamar édite son ARN

Le Dr. Eli Eisenberg du département de l’université de Tel Aviv et de la Sagol School de neurosciences en collaboration avec le Dr. Joshua J.Rosenthal de l’université de Puerto Rico, ainsi que leur étudiant Shahar Alon, sont à l’origine de la découverte de l’édition inédite de l’ARN du calamar. 

Le changement d’apparence physiologique du calamar et du poulpe au cours de leur vie et en fonction des diverses habitats qu’ils occupent, suggère que l’édition d’ARN exhaustive pourrait avoir lieu chez ces espèces. Cependant, la confirmation n’avait jusque là pu être établie car les génomes de ces deux espèces n’avaient jamais été séquencés. 

Ainsi au cours de leur étude, les chercheurs ont extrait l’ADN et l’ARN de calamars. Par des méthodes de séquençage d’ADN et d’analyses informatiques, ils ont pu observer et comparer les séquences d’ADN et d’ARN de l’espèce. 

Les séquences d’ARN ne correspondant pas aux séquences d’ADN ont alors été identifiées comme « éditées ». Ils ont été stupéfaits de découvrir que 60% des transcrits d’ARN de l’espèce ont été identifiés comme édités. En comparaison la drosophile, une espèce d’insecte bien plus communément étudiée, n’édite que 3% de son ARN. 

Nos chercheurs se sont demandé les causes d’un tel pourcentage d’édition de l’ARN. Une de leur théorie repose sur l’extrême complexité du système nerveux du calamar, présentant des comportements sophistiqués et rares chez les invertébrés. Une autre théorie complémentaire à la première se base sur le changement de températures et de paramètres environnementaux très fréquents auxquels ils sont confrontés. 

L’édition abondante de l’ARN du calamar lui permettrait ainsi de s’adapter immédiatement à son nouvel environnement. 

Le calamar et les humains

En démontrant que l’édition de l’ARN du calamar remodèle entièrement sont protéome (toutes les protéines exprimées par un génome, une cellule, un tissu, un organisme, à un temps t), les chercheurs ont prouvé que l’édition de l’ARN d’un organisme est une force d’adaptation et d’évolution critique. L’édition de l’ARN jouerait un rôle majeur dans la génétique informative des espèces. 

Ce qui pourrait avoir des implications chez les maladies humaines.

En effet, des processus d’édition d’ARN humain anormaux ont été observés chez des patients porteurs de maladies neurologiques. Les maladies humaines résultent souvent de protéines mal « repliées » (mauvaise conformation de la protéine souvent due à des modifications post-transcriptionnelles ou post-traductionnelles) devenant souvent toxiques pour l’organisme. 

L’étude du traitement de ces protéines mal repliées et des mécanisme d’origine souvent lié à l’édition de l’ARN présente donc un intérêt considérable pour les chercheurs, à la fois dans le domaine de la recherche fondamentale, mais aussi appliquée.

Les chercheurs espèrent se servir de cette approche pour identifier des sites d’édition de l’ARN chez d’autres organismes dont le génome n’a pas été séquencé. 

Ce qui permettrait une meilleure compréhension du phénomène, de sa prévalence, de sa régulation et de son utilisation adaptative. Il semblerait que nous ayons bien à apprendre du calamar !