Des chercheurs de l’Université de Toronto ont exploité un système de défense immunitaire bactérien, connu sous le nom de CRISPR, pour contrôler efficacement et précisément le processus d’épissage de l’ARN. La technologie ouvre la porte à de nouvelles applications, notamment l’interrogation systématique des fonctions de parties de gènes et la correction des défauts d’épissage qui sont à l’origine de nombreuses maladies et troubles.
La recherche est publié dans la revue Cellule moléculaire.
« Presque tous les gènes humains produisent des transcrits d’ARN qui subissent un processus d’épissage, dans lequel les segments codants, appelés exons, sont réunis et les segments non codants, appelés introns, sont retirés et généralement dégradés », a déclaré Jack Daiyang Li, premier auteur de l’étude. étude et doctorat. étudiant en génétique moléculaire, travaillant dans les laboratoires de Benjamin Blencowe et Mikko Taipale au Donnelly Center for Cellular and Biomolecular Research de l’Université de Toronto.
Les exons peuvent être épissés alternativement de telle sorte que la régulation et la fonction des quelque 20 000 gènes humains codant pour les protéines soient grandement diversifiées, permettant le développement et la spécialisation fonctionnelle de différents types de cellules.
Cependant, on ne sait pas exactement ce que font la plupart des exons ou des introns, et la mauvaise régulation des modèles d’épissage alternatifs normaux est une cause fréquente ou un facteur contribuant à diverses maladies, telles que les cancers et les troubles cérébraux. Cependant, les méthodes existantes permettant une manipulation précise et efficace de l’épissage font défaut.
Dans la nouvelle étude, une version catalytiquement désactivée d’un ARN ciblant la protéine CRISPR, appelée dCasRx, a été jointe à plus de 300 facteurs d’épissage pour découvrir une protéine de fusion, dCasRx-RBM25. Cette protéine est capable d’activer ou de réprimer des exons alternatifs de manière efficace et ciblée.
« Notre nouvelle protéine effectrice a activé l’épissage alternatif d’environ 90 pour cent des exons cibles testés », a déclaré Li. « Il est important de noter qu’il est capable d’activer et de réprimer simultanément différents exons pour examiner leurs fonctions combinées. »
Cette manipulation à plusieurs niveaux facilitera les tests expérimentaux des interactions fonctionnelles entre des variantes alternativement épissées de gènes afin de déterminer leurs rôles combinés dans les processus critiques de développement et de maladie.
« Notre nouvel outil rend possible un large éventail d’applications, allant de l’étude de la fonction et de la régulation des gènes à la correction potentielle de défauts d’épissage dans les troubles et maladies humains », a déclaré Blencowe, chercheur principal de l’étude, Chaire de recherche du Canada en biologie et génomique de l’ARN, Banbury. Chaire de recherche médicale et professeur de génétique moléculaire au Centre Donnelly et à la Faculté de médecine Temerty.
« Nous avons développé un facteur d’épissage polyvalent qui surpasse les autres outils disponibles dans le contrôle ciblé d’exons alternatifs », a déclaré Taipale, également chercheur principal de l’étude, Chaire de recherche du Canada en protéomique fonctionnelle et protéostase, Chaire Anne et Max Tanenbaum en médecine moléculaire. et professeur agrégé de génétique moléculaire au Donnelly Center et Temerty Medicine.
« Il est également important de noter que les exons cibles sont perturbés avec une spécificité remarquablement élevée par ce facteur d’épissage, ce qui atténue les inquiétudes concernant d’éventuels effets hors cible. »
Les chercheurs disposent désormais d’un outil pour cribler systématiquement d’autres exons afin de déterminer leurs rôles dans la survie cellulaire, la spécification du type cellulaire et l’expression des gènes.
En clinique, l’outil d’épissage a le potentiel d’être utilisé pour traiter de nombreux troubles et maladies humains, tels que l’autisme et les cancers, dans lesquels l’épissage est souvent perturbé.
Plus d’information:
Jack Daiyang Li et al, Contrôle efficace, spécifique et combinatoire de l’épissage des exons endogènes avec dCasRx-RBM25, Cellule moléculaire (2024). DOI : 10.1016/j.molcel.2024.05.028