Marques de méthyle sur ARN découvertes comme étant la clé des connexions des cellules cérébrales

CONSTATATIONS

M groupes chimiques éthyliques par points de longueur de l'ADN, aidant à contrôler le moment auquel certains gènes sont accessibles par une cellule. Dans les nouvelles recherches, les scientifiques de l'UCLA ont montré qu'au niveau des connexions entre les cellules cérébrales – qui sont souvent situées loin des centres de contrôle centraux des cellules – les groupes méthyle sont également des chaînes de points de l'ARN. Ce balisage méthylique des molécules d'ARN est probablement la clé de la capacité des cellules cérébrales à envoyer rapidement des signaux à d'autres cellules et à réagir aux changements de stimuli en une fraction de seconde.

CONTEXTE

Pour dicter la biologie de toute cellule, l'ADN dans le noyau de la cellule doit être traduit en brins d'ARN correspondants. Ensuite, l'ARN messager, ou ARNm – une molécule génétique intermédiaire entre l'ADN et les protéines – est transcrit en protéines. Si une cellule a besoin soudainement d'une plus grande quantité de protéine – pour s'adapter à un signal entrant, par exemple – elle doit traduire plus d'ADN en ARNm. Ensuite, il doit fabriquer plus de protéines et les faire transiter par la cellule là où elles sont nécessaires. Ce processus signifie que l'obtention de nouvelles protéines à une partie éloignée d'une cellule, comme les synapses de neurones où les signaux sont transmis, peut prendre du temps.

Des recherches ont récemment suggéré que des groupes chimiques de méthyle, qui peuvent contrôler la transcription de l'ADN en ARNm, se trouvent également sur des brins d'ARNm. Les chercheurs supposent que la méthylation de l'ARNm ajoute un niveau de contrôle lorsque l'ARNm peut être traduit en protéines, et leur apparition a été documentée dans une poignée d'organes à travers le corps des mammifères. Le motif des méthyles sur l'ARNm dans une cellule donnée est appelé "épitranscriptome".

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MÉTHODE

Les chercheurs de l'UCLA et de l'Université de Kyoto ont cartographié l'emplacement des méthyles sur l'ARNm trouvé aux synapses, ou jonctions, des cellules cérébrales de souris. Ils ont isolé des cellules cérébrales de souris adultes et ont comparé l'épitranscriptome trouvé aux synapses aux épitranscriptomes de l'ARNm ailleurs dans les cellules. À plus de 4 000 taches sur le génome, l'ARNm de la synapse était méthylé plus souvent. Les chercheurs ont ensuite montré que plus de la moitié de ces taches se trouvaient dans des gènes codant pour des protéines se trouvant principalement au niveau de la synapse. Les chercheurs ont constaté que lorsqu'ils perturbaient la méthylation de l'ARNm au niveau de la synapse, les cellules cérébrales ne fonctionnaient pas normalement.

IMPACT

La méthylation de l'ARNm à la synapse est probablement l'une des nombreuses façons dont les neurones accélèrent leur capacité à envoyer des messages, en permettant à l'ARNm d'être prêt et prêt à se transformer en protéines lorsque cela est nécessaire.

Les taux de protéines clés aux synapses ont été liés à un certain nombre de troubles psychiatriques, y compris l'autisme. Comprendre comment l’épitranscriptome est régulé et quel rôle il joue dans la biologie du cerveau pourrait éventuellement permettre aux chercheurs de contrôler les protéines présentes dans les synapses et, à leur tour, de traiter les troubles caractérisés par un dysfonctionnement synaptique.

AUTEURS

Les auteurs de l'étude sont Daria Merkurjev, chercheur postdoctoral à l'UCLA; Matteo Pellegrini, professeur de biologie moléculaire, cellulaire et développementale à l'UCLA; Dr. Kelsey Martin, professeur de chimie biologique et de psychiatrie et sciences biocomportementales à UCLA; et Wan-Ting Hong, Kei Iida, Ikumi Oomoto, Belinda Goldie, Hitoshi Yamaguti, Takayuki Ohara, Shin-ya Kawaguchi, Tomoo Hirano et Dan Ohtan Wang, tous de l'Université de Kyoto.

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JOURNAL

L'étude a été publiée dans la revue Nature Neuroscience.

FINANCEMENT

L'étude a été financée par le programme de subventions d'aide à la recherche scientifique du Japon; Fondation Hirose Fondation Astellas; et Société japonaise pour la promotion de la science.

UCLA

Source

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