D’une anomalie particulière à une explication générale

samedi 1er novembre 2008

Une anomalie connue par plusieurs laboratoires

Vers 1990, Richard Jorgensen [1] obéïssait à une logique élémentaire : pour modifier la couleur des fleurs de pétunias, il pensait qu’il suffisait d’introduire des copies supplémentaires du gène responsable de la pigmentation mauve des pétales dans le génome de la fleur.

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Inhibition de l’ADN
Contre toute attente, au lieu d’être plus colorées par l’ adjonction du gène responsable de la couleur mauve, les fleurs sont bariolées de blanc

Au lieu d’accentuer la couleur, contre toute attente, les fleurs devinrent blanches ou mauves tachetées de blanc. L’ addition du gène de la coloration mauve entrainait la perte de la pigmentation des pétales ! Que s’était-il passé ? Cet étrange phénomène resta une enigme jusqu’à la découverte d’Adrew Fire (né en 1959) et de Craig Mello(né en 1960).

Une analogie féconde

A la fin des années 1990, un ver d’à peine un millimètre de long, Caenorhabditis elegans, et la drosophile, plus connue sous le nom de « mouche du vinaigre », furent utilisés par l’équipe du professeur Andrew Fire, biologiste à l’Institut Carnegie de Washington, [3] pour montrer que le phénomène observé sur des plantes par Richard Jorgensen se produisait aussi dans le règne animal.

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Coenorabditis_elegans
Le phénomène observé sur les Pétunias est présent chez le ver Coenoabditis elegans

Ils injectèrent au ver des ARN purifiés simple ou double brin complémentaires du gène unc-22 qui est impliqué dans le fonctionnement des muscles de l’invertébré. Cette expérience publiée en 1998 montra que seul l’ARN double brin inhibait l’ action du gène correspondant entraînant un dysfonctionnement musculaire avec de violentes convulsions. Ils découvrirent ensuite les mécanismes moléculaires de cette « interférence » ou « ARNsilencing ». [4] Plus généralement, lorsqu’un ARN étranger pénètre dans la cellule – à la suite d’une infection virale par exemple- la cellule dispose d’un mécanisme qui assure la dégradation de cet ARN et inhibe par conséquent la synthèse des protéines dont l’ordre des acides aminés est indiqué par les séquences des 4 bases AC GT. C’est cette particularité que les chercheurs ont exploité pour éteindre l’expression d’un gène afin d’en étudier son rôle.

Un processus très répandu

L’interférence de l’ARN se retrouve dans les plantes et les animaux. Mais, à ce jour, ce mécanisme n’ est pas retrouvé chez les bactéries et semble être donc une innovation des eucaryotes qui sont apparus il y a 1,6 milliard d’années. Véritable système immunitaire intra cellulaire, il rend inactif le matériel génétique des agents infectieux (parasite, bactéries ou virus) envahissant les cellules. A ce titre, l’interférence ARN est prometteuse de thérapies génétiques nouvelles


[1de l’Univerité de Tucson ( Arizona)

[2Marjori Matzke et son équipe de recherche de l’Institut Gregor Mendel à Vienne travaillant sur des plants de tabac transgéniques dès 1989, a publié comment des transgènes étaient éteints dans des plantes présentant deux copies du transgène, mais actif dans les plantes présentant une simple copie. Plusieurs laboratoires de botanique ont, par ailleurs, trébuché sur d’étranges cas d’extinctions d’expression de gènes chez des plantes transgéniques

[3En 1995, Guo et Kemphues ont été les premiers à rapporter que l’injection d’ARN anti-sens ou sens dans les vers pouvait interférer avec l’expression génique (Guo & Kemphues, 1995

[4Cette découverte leur valut le prix Nobel en 2006.