En combinant intelligemment des techniques de séquençage complémentaires, les chercheurs ont approfondi notre compréhension de la fonction des molécules d’ARN connues et découvert des milliers de nouveaux ARN. Une meilleure compréhension de notre transcriptome est essentielle pour mieux comprendre les processus pathologiques et découvrir de nouveaux gènes pouvant servir de cibles thérapeutiques ou de biomarqueurs.
L’article « L’Atlas des ARN élargit le catalogue des ARN humains non codants », publié aujourd’hui dans Biotechnologie naturelle, est le résultat de plus de cinq années de travail acharné pour élucider davantage la complexité du transcriptome humain. Jamais auparavant un effort aussi complet n’avait été entrepris pour caractériser toutes les molécules d’ARN dans les cellules et les tissus humains.
ARN de toutes formes et de toutes tailles
Notre transcriptome est – analogue à notre génome – la somme de toutes les molécules d’ARN qui sont transcrites à partir des brins d’ADN qui composent notre génome. Cependant, il n’y a pas de relation 1 contre 1 avec ce dernier. Premièrement, chaque cellule et tissu a un transcriptome unique, avec une production et des compositions d’ARN variables, y compris des ARN spécifiques aux tissus. Deuxièmement, tous les ARN ne sont pas transcrits à partir de gènes typiques – codant pour les protéines – qui finissent par produire des protéines. Beaucoup de nos molécules d’ARN ne sont pas utilisées comme matrice pour construire des protéines, mais proviennent de ce qu’on appelait autrefois l’ADN indésirable : de longues séquences d’ADN aux fonctions inconnues.
Ces ARN non codants (ARNnc) se présentent sous toutes sortes de formes et de tailles : des ARN courts, longs et même circulaires. Beaucoup d’entre eux n’ont même pas la queue des molécules d’adénine qui est typique des ARN codant pour les protéines.
300 types de cellules et de tissus humains et trois méthodes de séquençage
“Il y a eu d’autres projets pour cataloguer notre transcriptome mais le projet RNA-Atlas est unique en raison des méthodes de séquençage appliquées”, explique le prof. Pieter Mestdagh du Centre de génétique médicale de l’Université de Gand. “Non seulement nous avons examiné le transcriptome de 300 types de cellules et de tissus humains, mais surtout, nous l’avons fait avec trois technologies de séquençage complémentaires, l’une visant les petits ARN, l’autre les ARN polyadénylés (polyA) et une technique appelé séquençage de l’ARN total.”
Cette dernière technologie de séquençage a conduit à la découverte de milliers de nouveaux gènes d’ARN non codants, y compris une nouvelle classe de gènes à exon unique non polyadénylés et de nombreux nouveaux ARN circulaires. En combinant et en comparant les résultats des différentes méthodes de séquençage, les chercheurs ont pu définir pour chaque transcrit d’ARN mesuré, l’abondance dans les différentes cellules et tissus, qu’il ait ou non une queue polyA (il semble que pour certains gènes cela puisse diffèrent d’un type de cellule à l’autre), et s’il est linéaire ou circulaire. De plus, le consortium a recherché et trouvé des indices importants pour déterminer la fonction de certains des ARNnc. En examinant l’abondance de différents ARN dans différents types de cellules, ils ont trouvé des corrélations qui indiquent des fonctions de régulation, et pourraient déterminer si cette régulation se produit au niveau de la transcription (en empêchant ou en stimulant la transcription des gènes codant pour les protéines) ou post-transcriptionnelle (par exemple en brisant vers le bas des ARN).
Une ressource inestimable pour la science biomédicale
Toutes les données, analyses et résultats (équivalents à quelques bibliothèques d’informations) sont disponibles pour téléchargement et interrogation sur le portail Web R2, permettant à la communauté de mettre en œuvre cette ressource comme un outil d’exploration de la biologie et de la fonction des ARN non codants.
Pr Pavel Sumazin du Baylor College of Medicine : « En combinant toutes les données dans un catalogue complet, nous avons créé une nouvelle ressource précieuse pour les scientifiques biomédicaux du monde entier qui étudient les processus pathologiques. Une meilleure compréhension de la complexité du transcriptome est en effet essentielle pour mieux comprendre les processus de la maladie et découvrir de nouveaux gènes qui peuvent servir de cibles thérapeutiques ou de biomarqueurs. L’âge de la thérapie à l’ARN augmente rapidement – nous avons tous été témoins de la création impressionnante de vaccins à ARN, et déjà les premiers médicaments ciblant l’ARN sont utilisés à la clinique. Je suis sûr que nous verrons beaucoup plus de ces thérapies dans les années et décennies à venir.
Source de l’histoire :
Matériel fourni par Université de Gand. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.
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