Les calmars peuvent modifier leur ARN d'une manière sans précédent, découvrent les scientifiques

Les calmars peuvent modifier leur ARN d'une manière sans précédent, découvrent les scientifiques

 

En ce qui concerne les calmars, vous ne pouvez tout simplement pas les réduire.

Non seulement parce qu’ils sont glissants, mais aussi parce qu’ils ont une incroyable capacité d’édition génétique – cela leur permet de modifier leur propre ARN longtemps après qu’il ait quitté le noyau.

 

Voici ce que cela signifie. Les gènes, au moins chez l’homme, restent pour la plupart inchangés jusqu’à ce qu’ils soient recombinés et transmis à la génération suivante.

Il en va de même pour notre ARN messager (ARNm). Des molécules utiles lisent notre ADN, créent de petits messages d’ARN courts et les envoient à l’extérieur du noyau pour dire au reste de la cellule quelles protéines doivent être construites.

Une fois que l’ARNm a quitté le noyau, on pense que les informations génétiques qu’il transporte ne peuvent pas être gâchées – mais de nouvelles recherches ont montré que dans les nerfs de calmar, ce n’est pas le cas.

“Nous montrons que le calmar peut modifier les ARN à la périphérie de la cellule”, déclare le généticien du laboratoire de biologie marine (MBL), Woods Hole Joshua Rosenthal.

“Il fonctionne par ce réglage massif de son système nerveux”, Rosenthal a dit Filaire . “Ce qui est une façon vraiment originale de vivre sa vie.”

L’équipe a prélevé des nerfs sur des spécimens de calamars côtiers mâles adultes ( Doryteuthis pealeii ), et a analysé l’expression des protéines, ainsi que le transcriptome des calmars , qui est similaire à un génome, mais pour l’ARNm.

Ils ont découvert que dans les nerfs de calmar (ou neurones), l’ARNm était édité à l’extérieur du noyau, dans une partie de la cellule appelée axone.

Cette édition d’ARNm permet aux calmars de régler finement les protéines qu’ils produisent sur des sites locaux (voir schéma ci-dessous). Avec cette découverte, les calmars sont devenus les seules créatures que nous connaissons qui peuvent le faire.

Squid RNA Editing Graphical Abstract ver. 3 (Vallecillo-Viejo et al., Nucleic Acids Research, 2020)

Ce n’est pas la première fois que des calmars ont montré leurs prouesses d’édition génétique, cependant. En 2015, une équipe similaire de MBL a découvert que les calmars modifient leur ARNm à l’intérieur de leur noyau à un degré incroyablement élevé – des ordres de grandeur de plus que ce qui se passe chez l’homme.

“Nous pensions que tout le montage d’ARN s’est produit dans le noyau, puis les ARN messagers modifiés sont exportés vers la cellule”, explique Rosenthal.

Mais l’équipe a montré que bien que l’édition se produise dans les deux, elle se produit beaucoup plus à l’extérieur du noyau dans l’axone, plutôt qu’à l’intérieur du noyau.

Alors, pourquoi les calmars dérangent-ils? Pourquoi ont-ils tellement besoin de changer leur ARNm? Eh bien, nous ne savons pas encore, mais l’équipe de recherche a quelques idées.

Les poulpes, les seiches et les calmars utilisent tous l’édition d’ARNm pour diversifier les protéines produites dans le système nerveux. Cela pourrait être l’une des raisons pour lesquelles ces créatures sont tellement plus intelligentes que les autres invertébrés.

“L’idée selon laquelle les informations génétiques peuvent être modifiées de manière différentielle au sein d’une cellule est nouvelle et étend nos idées sur la façon dont un plan unique d’informations génétiques peut donner lieu à une complexité spatiale”, écrit l’équipe dans leur nouveau document.

“Un tel processus pourrait affiner la fonction des protéines pour aider à répondre aux exigences physiologiques spécifiques des différentes régions cellulaires.”

Bien qu’il ne s’agisse pour l’instant que d’une étude génétique intéressante sur les calmars, les chercheurs pensent que ce type de système pourrait éventuellement aider à traiter les troubles neurologiques qui incluent la dysfonction axonale.

CRISPR a complètement changé le jeu quand il s’agit de modifier l’ADN à l’intérieur de nos cellules, et l’ARN est nettement moins permanent et donc le modifier pourrait être moins dangereux.

“L’édition d’ARN est beaucoup plus sûre que l’édition d’ADN”, Rosenthal a dit Wired .

“Si vous faites une erreur, l’ARN se retourne et s’en va.”

La recherche a été publiée dans Nucleic Acids Research .

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