Enquête sur l’ADN exotique de la triple hélice

Les molécules d’ADN qui ont trois brins au lieu de deux, appelées triples hélices, semblent être impliquées dans les processus de régulation de l’expression des gènes et peuvent être utilisées pour le développement de nouveaux médicaments qui bloquent l’expression d’un gène et peuvent être appliquées dans le traitement de maladies.

Des scientifiques de l’Institut de chimie physique Blas Cabrera (IQF), dépendant du Conseil supérieur de la recherche scientifique (CSIC) en Espagne, utilisent la résonance magnétique nucléaire pour observer la structure de cette rare molécule d’ADN à trois brins.

« L’ADN forme normalement des structures hélicoïdales avec deux brins antiparallèles l’un par rapport à l’autre. Il s’agit de la double hélice classique », explique Carlos González, chercheur CSIC à l’IQF. « Cependant, l’ADN peut parfois adopter une autre structure, également hélicoïdale, mais dans laquelle sont associés non pas deux, mais trois brins. Ce sont ce qu’on appelle les triples hélices », explique-t-il.

“Il existe de nombreuses preuves que les triples hélices se forment de manière transitoire dans la cellule et qu’elles jouent un rôle dans la régulation de l’expression des gènes”, explique Miguel Garavís, chercheur postdoctoral à l’IQF et auteur principal de l’étude. De plus, si le troisième brin est ajouté de l’extérieur de la cellule et possède la séquence nucléotidique appropriée, il se liera à une région très spécifique de l’ADN cellulaire, inhibant l’expression du gène codé par cette région. «Cela rend la formation de triples hélices d’un grand intérêt pour l’industrie pharmaceutique», souligne-t-il.

Structure d’une triple hélice d’ADN avec la molécule TINA intercalée. (Image : IQF)

González explique que dans la structure à double hélice, il y a deux rainures ou fentes et que dans la plus grande d’entre elles, il y a de la place pour accueillir un troisième brin. « Selon l’orientation relative de ce brin par rapport aux autres, la triple hélice est dite de type parallèle ou antiparallèle. Celle que nous avons étudiée ici est la triple hélice antiparallèle, qui est la moins connue », détaille-t-il.

Ces structures sont difficiles à étudier pour diverses raisons. À tel point qu’il n’a été décrit qu’une seule fois il y a 30 ans. « Dans ce cas, nous avons pu réaliser une étude structurelle à haute résolution, grâce à la collaboration avec des scientifiques de l’Université Massey en Nouvelle-Zélande, qui ont attaché une molécule très spéciale, appelée TINA, au troisième brin de l’hélice. TINA a été conçu pour être intercalé dans les triples hélices et dans cette étude, nous avons montré qu’il le fait de manière extrêmement efficace, en stabilisant considérablement la structure et en permettant également son étude à l’aide de techniques de résonance magnétique nucléaire (RMN).

Cette étude a été réalisée au Laboratoire RMN Manuel Rico, une infrastructure scientifique et technique singulière (ICTS) du CSIC, en collaboration avec le groupe du professeur Vyacheslav Filichev de l’Université Massey en Nouvelle-Zélande.

L’étude s’intitule « Comprendre la modulation intercalative du repliement de séquence riche en G : structure de solution d’un triplex d’ADN antiparallèle conjugué à TINA ». Et cela a été publié dans la revue académique Nucleic Acids Research. (Source : SCCI)