Tout à Lego cellulaire

Bonjour à tous, et pardon (pour ceux qui l'auront remarqué) pour cette petite interruption momentanée du son et de l'image. A force de regarder la cellule sous toutes ses coutures depuis des décennies, on a parfois l'impression de connaître l'essentiel de ses mécanismes de fonctionnement.

Bonjour à tous, et pardon (pour ceux qui l'auront remarqué) pour cette petite interruption momentanée du son et de l'image. A force de regarder la cellule sous toutes ses coutures depuis des décennies, on a parfois l'impression de connaître l'essentiel de ses mécanismes de fonctionnement. A tort évidemment. C'est donc toujours la fête quand, de temps en temps, de brillants collègues révèlent de nouveaux modes de fonctionnement assez fondamentaux. Et quand, en creux, ils nous donnent peut-être quelques clés de compréhension sur des dérèglements comme le cancer, on branche toutes ses antennes.

 

 

Avant de vous parler de la nouvelle elle-même, un petit « rappel » pour en comprendre les enjeux. En simplifiant à l'extrême, les cellules, unité de base de notre organisme et de tout organisme vivant, sont des machines qui fabriquent leur propres pièces, les protéines. Pour ce faire, elles utilisent leurs gènes, situés sur la célèbre molécule d'ADN que chacune possède. Cet ADN est « lu », par la cellule, en deux étapes. Première étape, la région de l'ADN correspondant au gène est transcrite en ARN, une molécule-copie qui ressemble à l'ADN, mais qui a pour principale propriété physique d'être beaucoup plus courte que sa grande soeur l'énorme molécule d'ADN (puisqu'elle n'est la copie que d'une toute petite portion), et donc d'être mobile dans la cellule. Grâce à cette mobilité, on peut passer à la deuxième étape : la molécule d'ARN va se balader dans la cellule, sortir du noyau, et être « traduite » en protéine. Et voilà, on a alors la pièce voulue. Evidemment, dans le détail c'est un peu plus compliqué mais le principe est celui-là.

 

Il se trouve que l'on connait depuis des années des caractéristiques étonnantes à ce processus. Notamment, la copie d'ARN, avant d'être traduite en protéine, se voit très souvent expurgée d'une (parfois très grande) portion d'elle même. C'est ce qu'on appelle l'épissage. Cette portion d'ARN, copie non utilisée d'une portion d'ADN, ne sera donc pas traduite en protéine. Bizarre ? A bien y regarder, pas forcément : cela permet par exemple de faire plusieurs protéines a partir d'une même séquence d'ADN. En jouant sur les portions que l'on garde et celle que l'on « épisse » la cellule peut en effet obtenir plusieurs produits finaux, plusieurs types de protéines. « plusieurs à partir d'un » : c'est économe !

 

Le pavé dans la mare qui est tombé la semaine dernière est un peu l'inverse du mécanisme d'épissage. Prenez deux molécules d'ARN, synthétisées à partir de deux gènes différents, issus même de deux chromosomes différents. Classiquement, on s'attend à ce qu'ils donnent, séparément, deux protéines. Mais là, grosse surprise, et grosse claque. Hui Li et son équipe ont observé que parfois, ces deux bouts d'ARN sont capables de s'accrocher l'un à l'autre, devenant ainsi une seule molécule d'ARN. C'est ce qu'ils ont appelé un trans-épissage. Ainsi, ils sont traduit en une fois, en paquet, en une seule protéine, correspondant à leur séquence cumulée. En somme, la cellule se sert de cette étape intermédiaire qu'est l'ARN pour jouer au Lego, et associer deux séquences initialement très distantes sur l'ADN pour donner un seul produit de synthèse final.

 

Croyez-moi : pour les biologistes, cette manière de faire est tout a fait inédite. Là encore, elle permet certes de faire des associations imprévues, mais pose en même temps des questions : ne serait-il pas plus simples que les deux séquences qui s'attachent soient « dès le départ » situées à proximité sur le génome, de sorte qu'on s'évite cette étape de bricolage acrobatique ? Quel est le mécanisme permettant la régulation de l'accrochage, que l'on imagine volontiers complexe ? Ceci est-il anecdotique, valable pour quelques gènes; ou bien se dirige-t-on vers un mécanisme général au sein de la cellule ? C'est en tout cas une nouvelle démonstration du bricolage généralisé qu'est l'expression génétique....

 

Voilà donc pour la satisfaction des biologistes, mais s'il n'y avait que cela, peut-être que certains d'entre vous seraient frustrés. De fait, il y a plus, car ce mécanisme ressemble à un autre que l'on croyait lié à une circonstance beaucoup moins heureuse : le cancer. En effet, il semble que parmi les causes des tumeurs, certaines pourraient avoir avec des bizarreries sur les chromosomes : ceux-ci se cassent parfois, et s'ils sont mal réparés, des bouts d'ADN peuvent se retrouver attachés alors qu'ils ne l'étaient pas initialement.

 

S'ils sont transcrits en ARN, ces portions d'ADN charnières donnent donc des ARN « chimères » ( car possédant de portions d'origines éloignées), qui, tiens, tiens, ressemblent ainsi à ceux qui ont été découvert par nos héros du jour. Mais ces derniers, eux, ne sont pas liés à des cancers, au contraire : ils semblent traduire un fonctionnement normal, et même sain de la cellule. Des objets moléculaires qui se ressemblent donc, mais des conséquences radicalement différentes dans le devenir de la cellule : lego de vie d'un côté, lego de mort de l'autre.

 

Voilà donc deux phénomènes qui se ressemblent, et qui ont pourtant des conséquences très différentes. A dire vrai, plus la recherche avance, plus on a l'impression que les phénomènes moléculaires liés aux cancers sont souvent une déclinaison bizarre, « déviante » ( ok, là, je suis un peu finaliste...) de mécanismes tout à fait banals et nécessaires au fonctionnement de la cellule.

 

Généralement, quand on observe ce genre de paradoxe, c'est le bon vieux questionnement darwinien qui nous aide : peut on imaginer, par exemple que la cellule ait détourné un mécanimse déletère, en le modifiant et en le contrôlant, pour assurer sa survie ? Où alors, en prenant la chose par l'autre sens, peut-on penser que les cellules cancéreuses, qui se multiplient plus vite que leur congénères, détournent un mécanisme pour les prendre de vitesse, dans une sorte de compétition celllulaire ?

 

Evidemment, il est trop tôt pour trancher ! Mais il n'en demeure pas moins que cette nouvelle découverte est donc un défi pour la biologie fondamentale, qui porte peut-être avec elle la promesse de compréhension de certains dérèglements liés au cancer. Champagne, donc, mais aussi patience...

 

crédit photo : MIT

Lego est une marque déposée, tout ça tout ça...

 

 

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