L’information génétique codée dans l’ADN génomique est transcrite en ARNm, puis les codons sur l’ARNm sont décodés par les ARN de transfert (ARNt) lors de la synthèse des protéines. Les ARNt délivrent des acides aminés aux ribosomes et les protéines sont synthétisées à partir des acides aminés sur les ribosomes en fonction des informations génétiques décodées. Par conséquent, l’ARNt joue un rôle clé lors de la traduction de l’information génétique.
Les ARNt contiennent de nombreux nucléosides modifiés, qui régulent la précision et l’efficacité de la synthèse des protéines. Les nucléosides modifiés dans l’ARNt sont synthétisés par des enzymes de modification de l’ARNt. Par conséquent, dévoiler les mécanismes par lesquels les enzymes de modification d’ARNt reconnaissent sélectivement les ARNt substrats à partir d’ARN non substrats ; le moment, le lieu et le nombre d’ARNt modifiés par les enzymes de modification sont d’une importance cruciale pour comprendre la machinerie de synthèse des protéines.
Répondre à ces questions clés est cependant difficile en raison de l’absence d’une technique à haut débit qui identifie les propriétés caractéristiques des enzymes de modification de l’ARNt.
Pour surmonter ce problème, les Drs. Yamagami et Hori de l’Université d’Ehime ont appliqué la technologie de séquençage d’ADN de nouvelle génération aux analyses fonctionnelles des enzymes de modification de l’ARNt et ont développé une nouvelle méthode d’analyse à haut débit, « ARNt-MaP ».
La technique tRNA-MaP peut rapidement cribler un pool d’ARN composé de plus de 5 000 espèces d’ARN et identifier les ARNt substrats de la ou des enzymes de modification d’ARNt cibles avec une sensibilité comparative aux méthodes déjà établies. Par tRNA-MaP, en combinaison avec des analyses d’orthologie des protéines, les chercheurs ont prédit de nombreuses modifications naturelles dans les ARNt de Geobacillus stearothermophilus.
En outre, ils ont analysé le mécanisme de reconnaissance du substrat de G. stearothermophilus ARNt m1A22 méthyltransférase (TrmK), qui méthyle l’adénosine en position 22 en 1-méthyladénosine (m1A22) dans l’ARNt, à l’aide de tRNA-Map. Le profilage des mutations a révélé que TrmK sélectionne un sous-ensemble d’ARNt pour le substrat.
En utilisant 240 variantes des transcrits de G. stearothermophilus tRNALeu, les chercheurs ont découvert que U8, A14, G15, G18, G19, U55, Purine57 et A58 sont importants pour la méthylation par TrmK. De plus, sur la base des sites de reconnaissance dans l’ARNt et de la structure cristalline de TrmK, un modèle d’amarrage entre TrmK et l’ARNt a été construit.
Cette étude, aujourd’hui publiée dans le Journal de chimie biologique, a révélé que tRNA-Map est applicable pour l’analyse de l’enzyme de modification de l’ARNt. Notamment, parce que tRNA-Map peut analyser n’importe quelle espèce moléculaire d’ARN de n’importe quel organisme, même des molécules d’ADN, tRNA-Map peut être utilisé pour l’analyse de toutes les protéines liées aux acides nucléiques, à l’exception des enzymes de modification d’ARNt. Ainsi, tRNA-Map peut accélérer la compréhension intégrative du flux d’informations génétiques.
Plus d’information:
Ryota Yamagami et al, Application du profilage mutationnel : de nouvelles analyses fonctionnelles révèlent le mécanisme de reconnaissance de l’ARNt m1A22 méthyltransférase, Journal de chimie biologique (2022). DOI : 10.1016/j.jbc.2022.102759
Fourni par l’Université d’Ehime