Une équipe de recherche internationale caractérise un élément essentiel de contrôle génétique

Une équipe de recherche internationale dirigée par le professeur Daniel Lafontaine, biologiste à l'Université de Sherbrooke, a mis en évidence le «film» du repliement d'un élément de contrôle génétique essentiel au fonctionnement des cellules, un riborégulateur. Cette première caractérisation complète d'une voie de repliement d'un riborégulateur dans les trois dimensions est publiée en ligne aujourd'hui sur le site de Nature Chemical Biology par Daniel Lafontaine, Benoit Heppell, Simon Blouin, Anne-Marie Dussault et Jérôme Mulhbacher, affiliés à l'UdeS, ainsi que par Éric Ennifar, du Centre national de la recherche scientifique en France, et Carlos Penedo, de l'Univerité St. Andrews au Royaume-Uni.

«Lorsqu'un riborégulateur entre en contact avec une molécule qu'il reconnaît, appelé ligand, il se replie en trois étapes», affirme le professeur Lafontaine. Son équipe a utilisé cinq techniques différentes pour caractériser les changements spatiaux de cet élément essentiel à la transcription de la célèbre double hélice d'acide désoxyribonucléique (ADN) en une autre double hélice d'acides ribonucléiques (ARN) puis de sa traduction en protéines, nécessaires pour assurer le fonctionnement des cellules.

«La première étape prépare le site de reconnaissance du ligand alors que lors de la dernière étape, le riborégulateur se replie pour englober le ligand», précise le chercheur.

Parmi les techniques utilisées, le biophysicien développe de façon unique au Canada le FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer). Il fixe des particules fluorescentes sur des sites sélectionnés de la molécule et les illumine par une lumière appropriée. L'intensité de la lumière produite par les particules fluorescentes permet ensuite de connaître la distance qui les sépare. En répétant ces mesures sur plusieurs paires de points, il obtient le modèle en trois dimensions de la molécule.

«Avec les techniques classiques, c'est un travail de moine qui peut durer plusieurs années et qui ne permet pas de suivre la réorganisation spatiale d'une molécule puisqu'on travaille avec des cristaux, explique le professeur Lafontaine. En utilisant le FRET en solution, c'est un peu magique, car ça permet d'obtenir sur-le-champ des mesures extrêmement précises, beaucoup plus près de la réalité.»

Les professeurs Daniel Lafontaine et Eric Massé, de la Faculté de médecine et des sciences de la santé, et leurs collaborateurs avaient montré il y a quelques mois dans la revue PLoS Genetics que des riborégulateurs s'adaptent pour réguler différemment l'étape de la transcription de l'ADN et de la traduction de l'ARN. Ainsi, la plateforme du riborégulateur s'adapte à l'étape de régulation et au type de cellule concernée alors que l'autre partie, l'antenne de reconnaissance du ligand, est identique quelle que soit l'étape.

«Nous avons réussi à élaborer une théorie unificatrice qui explique divers résultats de la littérature scientifique portant sur les mécanismes de régulation génétique des riborégulateurs», conclut le chercheur.