Autrefois considérés comme incapables de coder des protéines en raison de leurs simples répétitions monotones d’ADN, de minuscules télomères situés à l’extrémité de nos chromosomes semblent détenir une puissante fonction biologique potentiellement pertinente pour notre compréhension du cancer et du vieillissement.
Reportage dans le Actes de l’Académie nationale des sciencesles chercheurs de l’École de médecine de l’UNC, Taghreed Al-Turki, Ph.D., et Jack Griffith, Ph.D., ont fait la découverte étonnante que les télomères contiennent des informations génétiques pour produire deux petites protéines, dont l’une est élevée chez certains humains. les cellules cancéreuses, ainsi que les cellules de patients souffrant de défauts liés aux télomères.
« Sur la base de nos recherches, nous pensons que de simples tests sanguins pour ces protéines pourraient fournir un dépistage précieux pour certains cancers et autres maladies humaines », a déclaré Griffith, professeur émérite de microbiologie et d’immunologie de Kenan et membre de l’UNC Lineberger Comprehensive Cancer Center. « Ces tests pourraient également fournir une mesure de la » santé des télomères « , car nous savons que les télomères raccourcissent avec l’âge. »
Les télomères contiennent une séquence d’ADN unique constituée de répétitions infinies de bases TTAGGG qui, d’une manière ou d’une autre, empêchent les chromosomes de se coller les uns aux autres. Il y a deux décennies, le laboratoire Griffith a montré que l’extrémité de l’ADN d’un télomère se reboucle sur elle-même pour former un petit cercle, masquant ainsi l’extrémité et bloquant les fusions chromosome à chromosome. Lorsque les cellules se divisent, les télomères se raccourcissent, devenant finalement si courts que la cellule ne peut plus se diviser correctement, entraînant la mort cellulaire.
Le scientifique a identifié pour la première fois les télomères il y a environ 80 ans, et en raison de leur séquence monotone, le dogme établi dans le domaine soutenait que les télomères ne pouvaient coder pour aucune protéine, sans parler de celles ayant une fonction biologique puissante.
En 2011, un groupe de Floride travaillant sur une forme héréditaire de la SLA a rapporté que le coupable était une molécule d’ARN contenant une répétition de six bases qui, par un nouveau mécanisme, pouvait générer une série de protéines toxiques composées de deux acides aminés se répétant l’un après l’autre. Al-Turki et Griffith notent dans leur article une similitude frappante de cet ARN avec l’ARN généré à partir des télomères humains, et ils ont émis l’hypothèse que le même nouveau mécanisme pourrait être en jeu.
Ils ont mené des expériences, comme décrit dans le PNAS papier – pour montrer comment l’ADN télomérique peut demander à la cellule de produire des protéines de signalisation qu’ils ont appelées VR (valine-arginine) et GL (glycine-leucine). Les protéines de signalisation sont essentiellement des produits chimiques qui déclenchent une réaction en chaîne d’autres protéines à l’intérieur des cellules qui conduisent ensuite à une fonction biologique importante pour la santé ou la maladie.
Al-Turki et Griffith ont ensuite synthétisé chimiquement VR et GL pour examiner leurs propriétés à l’aide de puissants microscopes électroniques et confocaux ainsi que de méthodes biologiques de pointe, révélant que la protéine VR est présente en quantités élevées dans certaines cellules cancéreuses humaines, comme ainsi que des cellules de patients souffrant de maladies résultant de télomères défectueux.
« Nous pensons qu’il est possible qu’à mesure que nous vieillissons, la quantité de VR et de GL dans notre sang augmente régulièrement, fournissant potentiellement un nouveau biomarqueur pour l’âge biologique par opposition à l’âge chronologique », a déclaré Al-Turki, chercheur postdoctoral au laboratoire Griffith. . « Nous pensons que l’inflammation peut également déclencher la production de ces protéines. »
Griffith a noté: « Lorsque vous allez à l’encontre de la pensée actuelle, vous avez généralement tort parce que vous vous opposez à de nombreuses personnes qui ont travaillé avec tant de diligence dans leurs domaines. Mais parfois, les scientifiques n’ont pas réussi à rassembler les observations de deux domaines très éloignés et c’est ce que nous avons fait. La découverte que les télomères codent pour deux nouvelles protéines de signalisation changera notre compréhension du cancer, du vieillissement et de la façon dont les cellules communiquent avec d’autres cellules.
« De nombreuses questions restent sans réponse, mais notre plus grande priorité est maintenant de développer un test sanguin simple pour ces protéines. Cela pourrait nous informer de notre âge biologique et également fournir des avertissements de problèmes, tels que le cancer ou l’inflammation. »
Plus d’information:
Al-Turki, Taghreed M. et al, l’ARN télomérique de mammifère (TERRA) peut être traduit pour produire des protéines répétées dipeptidiques valine-arginine et glycine-leucine, Actes de l’Académie nationale des sciences (2023). DOI : 10.1073/pnas.2221529120