De nouvelles connaissances sur une structure d’ADN mal comprise pourraient servir de base à de nouvelles thérapies contre le cancer.
L’ADN est généralement décrit comme double brin, mais on en sait peu sur les parties du génome qui adoptent des structures à quatre brins appelées quadruplex. Les chercheurs de l’UC Riverside ont découvert qu’ils jouent un rôle clé dans le maintien de la santé des cellules.
Structures d’ADN quadruplex reliées par des protéines Yin Yang1. Crédit d’image: Wang Lab / UCR
Plus précisément, la recherche identifie une protéine qui se lie à ces structures à quatre brins, rassemblant des segments d’ADN qui autrement resteraient éloignés les uns des autres, un processus appelé «boucle» d’ADN.
«L’ADN est comme une corde, et du point A au point B, c’est comme une ligne. Mais si ça fait des nœuds, ça fait une boucle », a déclaré Yinsheng Wang, directeur de l’étude et professeur de chimie distingué à l’UCR. «L’une des fonctions de la boucle est d’aider à réguler la transcription, dans laquelle l’ADN devient des molécules d’ARN messager qui produisent ensuite des protéines.»
Si les cellules ne parviennent pas à produire une quantité suffisante de protéines, elles pourraient mourir. Alternativement, si certains d’entre eux sont produits en surabondance, la cellule pourrait vivre mais devenir cancéreuse.
Le travail du laboratoire Wang pour découvrir comment les structures d’ADN à quatre brins fonctionnent avec une protéine particulière pour permettre la boucle est détaillé dans le journal. Nature Chimique Biologie.
Cette protéine est appelée Yin Yang1, ou YY1, car elle peut activer certains gènes et en désactiver d’autres. YY1 est bien connu comme un type de protéine qui peut contrôler le taux de transcription. Il existe jusqu’à 1 600 protéines de ce type dans le génome humain.
Le groupe Wang, en collaboration avec Jikui Song, professeur au Département de biochimie de l’UCR, a pu montrer que YY1 relie ensemble ces régions d’ADN quadruplexes à quatre brins.
Les chercheurs ont observé que YY1 peut donc réguler l’expression génique de deux manières, à la fois en interagissant directement avec l’ADN quadruplex dans les promoteurs de gène – des régions d’ADN qui contrôlent l’expression génique – et en rapprochant les structures quadruplex éloignées des promoteurs géniques par boucle. Ces observations fournissent de nouvelles informations sur les fonctions des structures YY1 et quadruplex dans la promotion des opérations cellulaires saines.
Ils ont également des implications importantes pour la recherche en biologie. YY1 est connu pour réguler les gènes liés au cancer, et les cellules cancéreuses ont également des niveaux accrus de structures d’ADN quadruplex.
Ce travail a été soutenu par une subvention R35 RIVER de l’Institut national des sciences de la santé environnementale.
Le laboratoire Wang se concentre sur les questions relatives aux moyens par lesquels l’ADN est endommagé ou mute, et sur l’étude des modes de régulation de l’expression des gènes.
À l’avenir, Wang dit que lui et ses collègues souhaitent en savoir plus sur si et comment ces structures d’ADN quadruplex élevées entraînent la progression de la tumeur.
«Potentiellement, cette recherche pourrait aider les patients atteints de cancer», a déclaré Wang. «Si vous pouvez trouver un moyen de perturber la fonction de YY1 en se liant à l’ADN quadruplex, vous pourrez peut-être moduler l’expression des gènes dans les cellules tumorales et ralentir leur croissance.»
La source: UC Riverside
