Une première mondiale : une souris qui rend l’activité des gènes visible

Quand l’ADN s’allume comme une bibliothèque la nuit

Imaginez votre ADN comme une immense bibliothèque renfermant absolument toutes vos informations génétiques. Mais voilà, nos cellules ne consultent pas tous les livres en même temps. Elles ne copient que les passages nécessaires dans l’ARN, qui sert ensuite à fabriquer les protéines, ces briques essentielles à la vie. Ce processus de copie, c’est ce qu’on appelle la transcription.

L’architecte de cette opération est une molécule nommée ARN polymérase II. Quand elle se met au travail pour transcrire l’ADN, une petite marque chimique — un groupe phosphate — apparaît sur une zone spécifique de sa « queue », appelée le site Ser2. C’est le signal que la transcription est en cours.

Le problème ? Jusqu’ici, pour voir ce signal, les scientifiques devaient arrêter l’activité cellulaire et traiter chimiquement les cellules. Impossible, donc, d’observer ces changements en direct dans un organisme vivant. C’était comme essayer de comprendre un film en n’ayant qu’une seule photo floue.

Le secret de la souris fluorescente

Pour contourner cet obstacle, une équipe de recherche dirigée par le professeur Hiroshi Kimura, de l’Institut des sciences de Tokyo (Science Tokyo), a choisi une approche radicalement différente. Leur but : suivre la transcription en continu, sans jamais figer l’activité des cellules.

Ils se sont concentrés sur une protéine fluorescente surnommée « mintbody ». Celle-ci a été développée à partir d’un anticorps capable de se fixer spécifiquement au marqueur phosphate qui n’apparaît que lors de la transcription active. Le professeur Kimura et ses collègues ont réussi un véritable tour de force : créer une souris qui exprime ce « mintbody » dans tout son corps.

Le résultat est une première mondiale. Ils ont pu visualiser directement les sites de transcription active à l’intérieur des cellules d’une souris bien vivante. Leurs travaux viennent d’ailleurs d’être publiés dans le prestigieux Journal of Molecular Biology.

Des points lumineux qui révèlent la vie intime des cellules

Pourquoi est-ce si important ? Parce que cela ressemble à des lumières qui scintillent dans une pièce sombre. Grâce à cette souris « mintbody », les chercheurs ont observé des centaines, voire des milliers de points lumineux — représentant l’ARN polymérase II au travail — dans presque tous les tissus, du cerveau aux reins en passant par le foie.

Ce qui est fascinant, c’est que le nombre de ces points varie énormément selon le type de cellule. Prenez les lymphocytes T, ces cellules immunitaires qui nous défendent contre les virus : elles affichent de très nombreux signaux brillants. À l’inverse, les neutrophiles, un autre type de cellule immunitaire, en montrent beaucoup moins. Ces différences reflètent clairement l’intensité avec laquelle chaque cellule transcrit ses informations génétiques selon son rôle.

L’équipe a aussi noté que la transcription est très intense dans les cellules en plein développement, alors qu’elle se stabilise chez les cellules matures. Dans les testicules, ils ont même pu suivre les changements dynamiques jusqu’au stade de la formation des spermatozoïdes, moment où la transcription s’arrête presque totalement.

Vers de nouveaux traitements ?

Cette technologie offre un nouvel outil puissant pour comprendre des processus biologiques fondamentaux comme le développement embryonnaire. Mais ce n’est pas tout. En croisant cette souris avec des modèles de maladies — comme le cancer ou le vieillissement —, les chercheurs pourront observer en direct comment la transcription diffère entre une cellule saine et une cellule malade.

De plus, cette méthode pourrait servir à évaluer l’effet de certains médicaments sur nos gènes, ouvrant la porte à des avancées en immunologie et en découverte de nouveaux traitements.

Le professeur Kimura résume bien l’enjeu : « Jusqu’à présent, la plupart des études sur la transcription se concentraient sur des cellules en culture. Cette recherche a révélé que la transcription dans les tissus vivants est bien plus diverse que ce que nous pensions. » Il ajoute : « Pouvoir observer directement les gènes au travail nous permet de capturer des images concrètes de processus vitaux qui étaient auparavant inaccessibles. Comme cette technologie peut s’appliquer à de nombreux organismes, nous pensons qu’elle fera grandement avancer la recherche future. »

Selon la source : phys.org

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