Forces mécaniques : un levier sur l’expression génétique

ParisComprendre comment les gènes s'expriment mieux grâce à l'étude des forces physiques sur l'ADN. Bien que ces forces soient souvent négligées dans les manuels traditionnels, elles jouent un rôle crucial dans la transcription des gènes. À l'Université de Clemson, l'équipe de Laura Finzi explore l'impact de la tension mécanique et la torsion au sein de la cellule sur l'ARN polymérase, la protéine responsable de la conversion de l'ADN en ARN messager.

Principaux résultats de cette recherche incluent :

Les forces mécaniques peuvent influencer le processus de transcription en modifiant le comportement de l'ARN polymérase (ARNP). L'ARNP est capable de rester fixée au brin d'ADN même après avoir terminé la transcription, ce qui pourrait permettre plusieurs rondes de transcription à partir du même segment d'ADN. L’interaction entre l’ARNP et l’ADN peut varier en fonction de la force appliquée, ce qui impacte notablement l’abondance et la régulation des gènes avoisinants.

Les chercheurs ont utilisé des pinces magnétiques pour découvrir que l'ARN polymérase (RNAP) chez les bactéries ne se détache pas systématiquement après avoir créé de l'ARNm. Cette observation remet en question l'idée reçue selon laquelle la RNAP se sépare de l'ADN après la transcription. Au contraire, la RNAP peut reculer ou se déplacer vers un autre point de départ pour initier une nouvelle transcription. Ce phénomène, appelé « recyclage dirigé par la force », influence les gènes qui sont copiés de manière répétée.

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Cette recherche revêt une importance cruciale pour comprendre le contrôle des gènes. En modifiant les forces mécaniques, il serait possible de mieux gérer le moment et la manière dont les gènes sont activés ou désactivés. Par exemple, en modifiant certaines parties de l'ARN polymérase, comme les sous-unités, on pourrait stopper ou altérer la production de protéines responsables de maladies. La partie terminale de la sous-unité alpha joue un rôle essentiel dans la détection des régions promotrices, de sorte que la modification de cette zone pourrait avoir un impact significatif sur la transcription.

Toutes les régions du génome ne se recyclent pas de la même manière ni au même moment. En explorant ces variations, les scientifiques peuvent élaborer une carte détaillée indiquant où et quand ces processus de recyclage se produisent dans différents types de cellules et à divers stades de la vie. Cela pourrait enrichir notre compréhension du fonctionnement des gènes et contribuer au développement de traitements ciblés.

Des recherches récentes s'étendent au-delà de l'étude des substances chimiques biologiques en prenant également en compte les forces physiques influençant les processus génétiques. Cela révèle que l'expression des gènes est plus flexible que ce que nous imaginions, ouvrant de nouvelles perspectives pour la biochimie et la médecine. En comprenant ces effets physiques, nous pourrions développer de nouveaux traitements pour corriger ou ajuster les anomalies dans l'activation des gènes.