L’ARN 7S non codant régule l’expression des gènes dans les mitochondries humaines

Une nouvelle étude publiée dans la revue Cellule montre qu’une molécule d’ARN non codante régule l’expression des gènes mitochondriaux dans les cellules humaines. Le travail résulte d’une collaboration entre l’Université de Göteborg et le Karolinska Institutet, tous deux en Suède, et l’Université de Cologne, en Allemagne.

Les mitochondries sont les centrales électriques des cellules et sont cruciales pour convertir l’énergie de notre nourriture en la forme d’énergie requise pour diverses fonctions cellulaires. Un aspect particulier des mitochondries est l’existence d’un génome mitochondrial séparé, qui, lorsqu’il est endommagé, peut provoquer des maladies graves, affectant les tissus à haute énergie comme le cerveau et le cœur. Par conséquent, il est crucial d’étudier comment l’expression des gènes mitochondriaux est régulée pour, à long terme, trouver des moyens de contrôler ce processus avec des thérapies.

L’ARN 7S mitochondrial humain appartient à une grande famille de molécules d’ARN non codantes essentielles au bon développement des mammifères. On savait auparavant que les niveaux d’ARN 7S mitochondrial varient en fonction des besoins métaboliques de la cellule eucaryote, mais la base moléculaire et les implications fonctionnelles de ces changements étaient inconnues. Dans leurs travaux, les scientifiques ont développé des méthodes pour étudier les effets de l’ARN 7S à la fois sur les protéines purifiées et sur l’activité des gènes mitochondriaux dans les cellules.

« La chose la plus excitante à propos de l’étude est que nous identifions un mécanisme complètement nouveau pour la régulation de l’activité mitochondriale. Nos découvertes révèlent la fonction de l’ARN 7S, une molécule identifiée il y a déjà 40 ans. Bien que l’ARN 7S soit abondant et fréquemment mesuré dans les études de fonction mitochondriale, son rôle physiologique est resté une énigme jusqu’à présent. Nous sommes ravis que nous ayons pu, en collaboration, déterminer une structure cryo-EM qui montre le mécanisme probable de la façon dont l’ARN 7S inhibe l’activité des gènes mitochondriaux », déclare Xuefeng Zhu. Xuefeng et Xie Xie, tous deux de l’Université de Göteborg, partagent la première paternité de l’article avec Hrishikesh Das du Karolinska Insititutet.

Les molécules d’ARN non codantes jouent un rôle important dans la régulation de divers processus dans le noyau, mais un rôle défini dans la régulation de la fonction mitochondriale n’a pas été signalé auparavant. « Notre découverte révèle un nouveau niveau de régulation physiologiquement pertinent dans les mitochondries humaines. Le défi consiste maintenant à comprendre comment les niveaux d’ARN 7S sont affinés en réponse aux besoins métaboliques de la cellule humaine. Nous avons des idées et nous essaierons de les explorer. » dans les années à venir », explique Xie Xie, qui a effectué le travail en tant qu’étudiant postdoctoral à l’Université de Göteborg, mais travaille maintenant comme scientifique chez Pretzel Therapeutics, une start-up développant de nouvelles façons de traiter le dysfonctionnement mitochondrial.

« Il s’agit d’un nouveau principe de régulation de l’activité mitochondriale et les futures thérapies ciblant la production d’ARN 7S peuvent être précieuses », déclare Maria Falkenberg, professeur à l’Université de Göteborg, qui a dirigé l’étude avec Martin Hällberg au Karolinska Insititutet. Cependant, les implications pratiques de ce travail prendront des années à être explorées. « Ce sont les premiers jours, mais cela ouvrira un nouveau champ dans la recherche sur les mitochondries », déclare Martin Hällberg.