Des chercheurs ont découvert une nouvelle structure d’ADN télomérique, qui pourrait être la clé pour vivre plus longtemps.
Des chercheurs ont découvert une nouvelle structure des télomères
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute=””>ADN[{“attribute=””>DNA à l’aide de la physique et d’un petit aimant. Les télomères sont considérés par de nombreux scientifiques comme la clé pour vivre plus longtemps. Ils protègent les gènes des dommages mais se raccourcissent un peu chaque fois qu’une cellule se divise. S’ils deviennent trop courts, la cellule meurt. Cette découverte révolutionnaire nous aidera à comprendre le vieillissement et la maladie.
Lorsque vous entendez parler d’ADN, la physique n’est généralement pas la première discipline scientifique qui vous vient à l’esprit. Cependant, John van Noort de l’Institut de physique de Leiden (LION) aux Pays-Bas est l’un des scientifiques qui a découvert la nouvelle structure de l’ADN. En tant que biophysicien, il utilise des méthodes de la physique pour des expériences biologiques. Cela a également attiré l’attention des biologistes de l’Université technologique de Nanyan à Singapour, qui lui ont demandé d’aider à étudier la structure de l’ADN des télomères. Ils ont publié les résultats le 14 septembre dans la revue scientifique La nature.
Collier de perles
Chaque cellule de notre corps contient des chromosomes qui portent des gènes qui déterminent nos caractéristiques (à quoi nous ressemblons, par exemple). Aux extrémités de ces chromosomes se trouvent des télomères, qui protègent les chromosomes des dommages. C’est un peu comme des aiguillettes, les embouts en plastique au bout des lacets.
Figure 1 : Une cellule, un chromosome et des télomères. Crédit : Université de Leiden
Parce que l’ADN entre les télomères mesure deux mètres de long, il doit être plié pour tenir dans une cellule. Ceci est réalisé en enroulant l’ADN autour de paquets de protéines. Ensemble, l’ADN et les protéines forment un nucléosome. Ceux-ci sont arrangés en quelque chose de similaire à une chaîne de perles, avec un nucléosome, un morceau d’ADN libre (ou non lié), un nucléosome, etc.
Ce chapelet de perles se replie alors encore plus. Comment cela dépend de la longueur de l’ADN entre les nucléosomes, les perles sur la chaîne. Deux structures qui se produisent après le pliage étaient déjà connues. Dans l’une d’elles, deux perles adjacentes collent ensemble et de l’ADN libre est suspendu entre elles (figure 2A). Si le morceau d’ADN entre les billes est plus court, les billes adjacentes ne parviennent pas à coller ensemble. Ensuite, deux piles se forment côte à côte (figure 2B).
Dans leur étude, Van Noort et ses collègues ont découvert une autre structure de télomère. Ici, les nucléosomes sont beaucoup plus rapprochés, il n’y a donc plus d’ADN libre entre les billes. Cela crée finalement une grande hélice, ou spirale, d’ADN (figure 2C).
Figure 2 : Les trois structures d’ADN différentes. Crédit : Université de Leiden
Aimant
La nouvelle structure a été découverte en utilisant une combinaison de microscopie électronique et de spectroscopie de force moléculaire. Cette dernière technique vient du laboratoire de Van Noort. Ici, une extrémité de l’ADN est attachée à une lame de verre et une petite boule magnétique est collée à l’autre. Un ensemble d’aimants puissants au-dessus de cette balle sépare ensuite le collier de perles. En mesurant la force nécessaire pour écarter les perles une par une, vous en saurez plus sur la façon dont la ficelle est pliée. Les chercheurs de Singapour ont ensuite utilisé un microscope électronique pour obtenir une meilleure image de la structure.
Blocs de construction
La structure, dit Van Noort, est “le Saint Graal de la biologie moléculaire”. Si nous connaissons la structure des molécules, cela nous permettra de mieux comprendre comment les gènes sont activés et désactivés et comment les enzymes des cellules traitent les télomères : comment elles réparent et copient l’ADN, par exemple. La découverte de la nouvelle structure télomérique améliorera notre compréhension des éléments constitutifs du corps. Et cela nous aidera finalement à étudier le vieillissement et les maladies telles que le cancer et à développer des médicaments pour les combattre.
Un télomère est une région de séquences d’ADN répétitives à l’extrémité d’un chromosome. Les télomères empêchent les extrémités des chromosomes de s’effilocher ou de s’emmêler. Chaque fois qu’une cellule se divise, les télomères deviennent légèrement plus courts. Finalement, ils deviennent si courts que la cellule ne peut plus se diviser avec succès et la cellule meurt. Crédit : Institut national de recherche sur le génome humain, NIH
Référence : « Columnar structure of human telomeric chromatin » par Aghil Soman, Sook Yi Wong, Nikolay Korolev, Wahyu Surya, Simon Lattmann, Vinod K. Vogirala, Qinming Chen, Nikolay V. Berezhnoy, John van Noort, Daniela Rhodes et Lars Nordenskiöld, 14 septembre 2022, La nature.
DOI : 10.1038/s41586-022-05236-5
