Représentation du filament électrique RecA. Crédit : David Goodsell
La façon dont la cellule peut réparer cassé ADN l’utilisation d’une autre copie GENETICS comme modèle de conception a intrigué les scientifiques pendant des années. Comment est-ce possible de trouver les bonnes séquences dans l’intérieur mouvementé du cellulaire ? Des chercheurs de l’Université d’Uppsala ont maintenant découvert la solution ; il est plus simple de trouver une corde que la balle habituelle si vous avez les yeux bandés.
Lorsqu’une molécule GÉNÉTIQUE se brise en deux, le destin de la cellule est certainement menacé. Du point de vue d’une bactérie, réparer rapidement la cassure est une question de vie et de mort. Mais réparer l’ADN particulier sans présenter d’erreurs dans la série est un défi; la machine de réparation particulière doit trouver un modèle. La GÉNÉTIQUE brisée cicatrisante utilisant une matrice du chromosome frère est reconnue comme une recombinaison homologue et elle est bien décrite dans la littérature. Cependant, la description particulière ne tient généralement pas compte de la tâche ardue de trouver le modèle de coordination parmi le reste des séquences du génome. Le chromosome particulier est une structure compliquée avec plusieurs millions d’ensembles de base de code de programme génétique et il est tout à fait clair que la simple diffusion en 3D ne deviendrait pas suffisamment rapide avec un long plan. Cependant, comment s’effectue-t-il ? C’est le mystère particulier de la recombinaison homologue depuis cinquante ans. D’après des études antérieures, il est évident que la molécule RecA est impliquée plus importante dans le processus de recherche, mais, jusqu’à récemment, cela a été la limite particulière de notre connaissance de ce processus.
Aujourd’hui, un groupe de scientifiques d’Uppsala dirigé par l’enseignant Johan Elf a enfin trouvé la réponse à ce ragoût de recherche. Dans une étude publiée dans Character, ils utilisent une technique basée sur CRISPR pour gérer les ruptures d’ADN au sein des bactéries. En augmentant le nombre de cellules dans une puce de culture microfluidique et en suivant les molécules RecA marquées par microscopie à fluorescence, les experts peuvent visualiser la procédure de recombinaison homologue particulière du début à la fin.
« La puce de culture microfluidique nous permet de suivre le devenir associé à des milliers de germes individuels simultanément et de gérer l’arrivée de l’ADN induit par CRISPR à temps. C’est très spécifique, presque comme avoir un ensemble de minuscules ciseaux à ADN », explique Jakub Wiktor, l’un des scientifiques à l’origine de l’étude.
L’étiquette sur RecA ainsi que les marqueurs au néon sur la GÉNÉTIQUE permettent aux experts de suivre avec précision chaque étape de la procédure ; par exemple, ces personnes concluent que toute la réparation est terminée en 15 minutes, en moyenne, ce que le gabarit se situe à environ neuf. Utilisant la microscopie, la grande équipe d’Elf enquête sur le devenir particulier du site de fissure et de sa copie homologue dans le courant. Ils constatent également que la cellule particulière répond simplement en réarrangeant RecA pour créer des filaments minces qui s’étendront sur la longueur de la cellule particulière.
«Nous pouvons voir le développement d’une structure mince et polyvalente qui dépasse du site Web de la rupture juste après les dommages GENETICS. Étant donné que les extrémités GÉNÉTIQUE sont intégrées dans cette fibre alimentaire, il suffit que n’importe quelle partie du filament électrique trouve le modèle précieux et ainsi la recherche particulière soit en théorie réduite de 3 à deux proportions. Notre modèle montre que c’est la clé pour une réparation rapide et prospère de l’homologie », explique Arvid Gynnå, qui a travaillé sur le projet particulier tout au long de ses études de doctorat.
Passer d’une recherche TRIDIMENSIONNELLE à une recherche 2D est en effet une amélioration considérable concernant la probabilité de trouver réellement la série homologue assez rapidement, voire en fait, pas du tout. Comme l’a dit le mathématicien japonais Shizuo Kakutani : « Un homme ivre découvrira son chemin vers la maison, mais un oiseau consommé peut être abandonné pour toujours ». Avec ces termes, il essaya de décrire une curieuse réalité ; un objet qui explore une surface 2D par une déambulation aléatoire retrouvera tôt ou tard son chemin pour revenir à son point de départ lors d’une salle 3D, il est probable qu’il ne rentrera certainement pas « chez lui ».
Les scientifiques d’Uppsala ont effectué leurs recherches sur le patient modèle E. coli, mais le processus de restauration de l’homologie est presque identique uniquement pour les organismes supérieurs comme nous, ou les colombes d’ailleurs. Les dommages à l’ADN se produisent fréquemment pour le corps humain, et sans la capacité de récupérer l’ADN brisé, nous pourrions être extrêmement sensibles, par exemple, aux espèces d’o2 douces et réactives aux UV, et plus susceptibles de développer un cancer. En fait, la plupart des oncogènes sont généralement liés à la restauration de l’ADN et les nouvelles connaissances mécaniques pourraient nous aider à comprendre les causes de la croissance.
Point de référence : « RecA trouve de l’ADN homologue par recherche de dimensionnalité diminuée » simplement par Jakub Wiktor, Arvid H. Gynnå, Berry Leroy, Jimmy Larsson, Giovanna Coceano, Ilaria Testa et Johan Elf, 1er septembre 2021, La nature .
DOI : dix. 1038/s41586-021-03877-6