L’ADN ramifié est visible sur les deux filaments, orange et turquoise. Il est “taillé” par les enzymes, représentées en vert. – Crédit : John Sayers, université de Sheffield (Angleterre)
Dans la célèbre série de science-fiction X-files, l’agent Scully se rend compte que ses cellules contiennent du matériel génétique étranger. Ni une, ni deux, des circonstances étranges mènent la spécialiste des affaires classées de l’FBI à soupçonner les extraterrestres d’être à l’origine de ces manipulations génétiques !
De l’ADN ramifié est en effet décelé par l’appareil de séquençage où elle introduit son sang pour l’analyser. Problème : pour fonctionner, l’ADN doit avoir sa forme régulière en double hélice bien connue du grand public. Si l’effet de ces branches étrangères dans les gènes de Scully ne son bien évidemment pas clairs, en temps normal, cet ADN ramifié est couramment produit dans les noyaux de nos cellules. Il est en effet une étape normale de la réplication du matériel génétique, lorsqu’une cellule se divise en deux cellules filles… ce qui arrive en permanence, tous les jours.
Mais si elles n’étaient pas “taillées” par la suite, ces branches latérales qui se forment dans un premier temps de la réplication empêcheraient à l’ADN, support de l’information génétique, d’être “traduit” par l’appareil de lecture des cellules. Et partant, aux gènes de transmettre leurs informations pour réguler le bon fonctionnement de celles-ci. Les cellules ne pourraient tout simplement pas vivre !
Comment, alors, s’y prennent-elles pour tailler ces ramifications et obtenir de beaux filaments réguliers qui s’apparient en hélice ?
La chambre principale du synchrotron britannique, le Diamond light source, où a été réalisée l’expérience – Ph. londonmatt / Flickr / CC BY 2.0
Un sécateur moléculaire taille l’ADN ramifié
Pour la première fois, une équipe multidisciplinaire de chercheurs anglais est parvenue à observer en direct et dans ses plus menus détails ce mécanisme de réparation ! Il est composé d’enzymes fonctionnant à la manière de cisailles, observés dans le cas présent chez un virus bactériophage. Baptisés FEN, pour “flap endonuclases”, endonucléase à rabat, ce système glisse autour du filament d’ADN fraîchement dupliqué par la cellule, à la manière du chas d’une aiguille (son trou) autour du fil.
Dans le même temps, comme un sécateur de dimensions moléculaires, des sites actifs de ces enzymes, contenant des ions métalliques, taillent les branches qui dépassent de la structure en hélice. Résultat : le filament d’ADN ressort de ce “lissage” enzymatique dans sa forme fonctionnelle classique, la double hélice.
Cancer, antibiotiques… les retombées de cette découverte sont énormes
Pour réaliser cet exploit de biotechnologie, les chercheurs ont fait appel au synchrotron britannique, le Diamond Light Source, qui fonctionne comme un microscope géant exploitant la puissance des électrons pour produire de la lumière à rayons X. Il est utilisé pour étudier toutes sortes de matériaux, des fossiles aux moteurs, en passant par les virus.
Pourquoi c’est important ? Étant donné que la réparation de l’ADN est vitale pour toutes les formes de vie, cette découverte est rien de moins qu’un éclairage de l’un des processus vitaux les plus fondamentaux ! Mieux : elle aidera à combattre plus efficacement le cancer, dont de nombreuses formes sont issues de défauts de réparation de l’ADN, qui peut être endommagé à chacune de ses duplications, lors de la division cellulaire.
Enfin, en s’attaquant à ce mécanisme de réparation vital, les pharmacologues pourraient mettre au point de nouveaux médicaments pour anéantir les microbes, autrement dit des antibiotiques.
—Fiorenza Gracci
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- The X files : la science manipulée — S&V n°974 (1998). La série à l’énorme succès opère un “renversement pervers” d’après Marc Herbaut : alors que le paranormal est présenté comme réel, la science apparaît irrationnelle.
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