Dans
une découverte qui remet en question un dogme de longue date en
biologie, des chercheurs montrent que les cellules de mammifères
peuvent convertir des séquences d'ARN en ADN, un exploit plus
courant chez les virus que chez les cellules eucaryotes.
Les cellules contiennent une machinerie qui duplique l'ADN dans un nouvel ensemble qui entre dans une cellule nouvellement formée. Cette même classe de machinerie, appelée polymérases, crée également des messages d'ARN, qui sont comme des notes copiées à partir du référentiel central de recettes de l'ADN, afin qu'elles puissent être lues plus efficacement en protéines.
Mais on pensait que les polymérases ne fonctionnaient que dans un seul sens de l'ADN en ADN ou ADN en ARN. Cela empêche les messages d'ARN d'être réécrits dans le recueil principal de recettes de l'ADN génomique. Désormais, des chercheurs de l'Université Thomas Jefferson fournissent la première preuve que les segments d'ARN peuvent être réécrits en ADN, ce qui remet potentiellement en question le dogme central de la biologie et pourrait avoir de vastes implications affectant de nombreux domaines de la biologie.
«Ce travail ouvre la porte à de nombreuses autres études qui nous aideront à comprendre l'importance d'avoir un mécanisme pour convertir les messages d'ARN en ADN dans nos propres cellules», a dit Richard Pomerantz, professeur de biochimie et de biologie moléculaire à l'Université Thomas Jefferson. . «La réalité selon laquelle une polymérase humaine peut le faire avec une grande efficacité soulève de nombreuses questions.» Par exemple, cette découverte suggère que les messages d'ARN peuvent être utilisés comme modèles pour réparer ou réécrire l'ADN génomique.
Les travaux ont été publiés le 11 juin dans la revue Science Advances.
Avec le premier auteur Gurushankar Chandramouly et d'autres collaborateurs, l'équipe du Dr Pomerantz a commencé par étudier une polymérase très inhabituelle, appelée polymérase thêta. Sur les 14 ADN polymérases présentes dans les cellules de mammifères, seules trois effectuent l'essentiel du travail de duplication de l'ensemble du génome pour préparer la division cellulaire. Les 11 autres sont principalement impliqués dans la détection et la réparation en cas de rupture ou d'erreur dans les brins d'ADN. La polymérase thêta répare l'ADN, mais est très sujette aux erreurs et provoque de nombreuses erreurs ou mutations. Les chercheurs ont donc remarqué que certaines des «mauvaises» qualités de la polymérase thêta étaient celles qu'elle partageait avec une autre machinerie cellulaire, bien qu'une plus courante dans les virus, la transcriptase inverse. Comme polymérase thêta, la transcriptase inverse du VIH agit comme une ADN polymérase, mais peut également se lier à l'ARN et relire l'ARN dans un brin d'ADN.
Dans une série d'expériences élégantes, les chercheurs ont testé la polymérase thêta contre la transcriptase inverse du VIH, qui est l'une des mieux étudiées en son genre. Ils ont montré que la polymérase thêta était capable de convertir les messages d'ARN en ADN, ce qu'elle faisait aussi bien que la transcriptase inverse du VIH, et qu'elle faisait en fait un meilleur travail que lors de la duplication d'ADN en ADN. La polymérase thêta était plus efficace et introduisait moins d'erreurs lors de l'utilisation d'une matrice d'ARN pour écrire de nouveaux messages d'ADN que lors de la duplication d'ADN en ADN, ce qui suggère que cette fonction pourrait être son objectif principal dans la cellule.
