Des scientifiques découvrent un nouveau type de substance biochimique qui pourrait être à l’origine de toute vie sur Terre

Le merveilleux fouillis de molécules qui composent les êtres vivants est si complexe que les biologistes ont négligé une classe entière d’entre elles – jusqu’à présent.

Cette partie manquée de la biochimie n’est ni rare ni difficile à trouver ; c’est juste que personne n’avait pensé à la chercher auparavant.

« C’est une découverte stupéfiante d’une classe entièrement nouvelle de biomolécules », a déclaré Carolyn Bertozzi, biochimiste à Stanford.

« C’est vraiment une bombe parce que cette découverte suggère qu’il existe des voies biomoléculaires dans la cellule qui nous sont totalement inconnues. »

Les biologistes connaissent assez bien les principaux éléments constitutifs de nos molécules. Il y a les glucides (comme l’amidon), les lipides (graisses), les acides nucléiques (ADN) et les protéines (muscle).

Ces éléments sont ensuite divisés en sous-types ; par exemple, la cellulose et les sucres sont des hydrates de carbone. Il existe ensuite des combinaisons entre ces groupes, par exemple lorsque différents sucres se combinent avec des lipides dans un globule rouge, formant ainsi les groupes sanguins ABO.

Les glycanes sont des chaînes de molécules de sucre qui peuvent s’accrocher aux graisses et aux protéines au cours d’un processus appelé glycosylation, facilitant leur transport dans une cellule ou leur repliement dans la forme appropriée à leur fonction. Ils sont impliqués dans de nombreux processus fondamentaux de la biologie, du développement des embryons à la reconnaissance des agents pathogènes.

Les chercheurs, dirigés par le biochimiste Ryan Flynn, actuellement à l’hôpital pour enfants de Boston, ont découvert que les glycanes pouvaient également se fixer aux ARN non codants.

C’était une surprise, car on pensait auparavant que l’ARN ne fonctionnait qu’à l’intérieur des cellules – dans leur noyau et leur fluide – alors que les glycanes en sont généralement séparés par des membranes dans les petits organites d’une cellule ou à la surface de celle-ci.

« Si l’on en croit les manuels, l’ARN et les glycanes vivent dans deux mondes distincts », a déclaré M. Bertozzi.

Trois produits de la glycolyse, dont le glycoARN récemment découvert. (Ryan Flynn)

Pour ce faire, ils ont marqué des molécules de glycol avec de l’acide sialique dans des cellules de laboratoire et ont extrait l’ARN. Effectivement, une partie de l’ARN purifié avait un revêtement de sucre marqué à l’acide sialique.

L’équipe a ensuite trouvé le glycoARN dans chaque cellule qu’elle a vérifiée – chez l’homme, la souris, le hamster et le poisson zèbre – des espèces séparées par des centaines de millions d’années d’évolution. Cela suggère que ces molécules peuvent avoir une sorte de fonction biologique importante qui a été préservée tout au long de la vie sur Terre.

En comparant les fragments d’ARN des glycoARN à des bases de données d’ARN, Flynn et ses collègues ont également découvert que certaines de ces molécules correspondent à des ARN liés à des maladies.

« Certains des ARN modifiés par les glycanes pour former le glycoARN ont une histoire sordide d’association avec des maladies auto-immunes », explique Bertozzi.

On pensait jusqu’à présent que ces morceaux d’ARN étaient pour la plupart inaccessibles à notre système immunitaire, car ils étaient bien cachés dans nos cellules et n’étaient libérés qu’en cas de mort cellulaire.

« Nous avons découvert que les glycoARN se trouvent à la surface des cellules, tout comme les protéines et les lipides », a déclaré Flynn à Nancy Fliesler, de l’hôpital pour enfants de Boston.

« C’est passionnant car cela signifie que les glycoARN peuvent participer directement à la communication de cellule à cellule. On pensait auparavant que cela était hors limites pour les ARN, dont on ne pensait pas qu’ils jouaient un rôle à la surface des cellules. »

La capacité des glycanes à se lier directement à l’ARN semble peu probable, aussi l’équipe soupçonne-t-elle une troisième molécule, très petite, de jouer le rôle de colle.

Ils soulignent que tous les glycanes ne contiennent pas d’acide sialique – qu’ils ont utilisé pour détecter le glycoARN – et qu’ils ont donc probablement manqué d’autres espèces à découvrir dans cette classe moléculaire.

« Quand on découvre quelque chose de tout nouveau comme ces glycoARN, il y a tellement de questions à poser », a déclaré Flynn.

Bien que les fonctions des glycoARN soient encore un mystère, leur découverte devrait permettre d’obtenir bientôt de nombreuses autres réponses, peut-être sur le système immunitaire de certaines personnes.

Cette recherche a été publiée dans Cell.

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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche