Les scientifiques découvrent que les calamars peuvent modifier leur ARN d’une manière inédite

Les calamars ont une incroyable capacité d’édition génétique – cela leur permet de modifier leur propre ARN bien après qu’il ait quitté le noyau.

Voici ce que cela signifie. Les gènes, du moins chez l’homme, restent pour la plupart inchangés jusqu’à ce qu’ils soient recombinés et transmis à la génération suivante.

C’est la même chose pour notre ARN messager (ARNm). Des molécules utiles lisent notre ADN, créent de courts petits messages d’ARN et les envoient à l’extérieur du noyau pour indiquer au reste de la cellule quelles protéines doivent être construites.

Une fois que l’ARNm est sorti du noyau, on pense que l’information génétique qu’il transporte ne peut pas être altérée de façon importante – mais de nouvelles recherches ont montré que ce n’est pas le cas pour les nerfs de calamar.

“Nous montrons que le calamar peut modifier les ARN à la périphérie de la cellule”, explique Joshua Rosenthal, généticien à Woods Hole du Laboratoire de biologie marine (MBL).

“Cela fonctionne par cette modification massive de son système nerveux”, a déclaré Rosenthal à Wired. “Ce qui est une façon vraiment nouvelle de vivre la vie.”

L’équipe a prélevé des nerfs sur des spécimens de calamar côtier mâle adulte (Doryteuthis pealeii), et a analysé l’expression de la protéine, ainsi que le transcriptome du calamar, qui est similaire à un génome, mais pour l’ARNm.

Ils ont découvert que dans les nerfs (ou neurones) du calamar, l’ARNm était édité en dehors du noyau, dans une partie de la cellule appelée l’axone.

Cette édition de l’ARNm permet aux calamars de régler finement les protéines qu’ils produisent sur des sites locaux (voir le schéma ci-dessous). Grâce à cette découverte, les calamars sont devenus les seules créatures que nous connaissons capables de faire cela.

(Vallecillo-Viejo et al., Nucleic Acids Research, 2020)

Ce n’est pas la première fois que les calamars montrent leurs prouesses en matière d’édition génétique, cependant. En 2015, une équipe similaire de la MBL a découvert que les calamars modifient leur ARNm à l’intérieur de leur noyau dans une mesure incroyablement importante – des ordres de grandeur plus importants que ce qui se passe chez l’homme.

“Nous pensions que toute la modification de l’ARN se faisait dans le noyau, puis que les ARN messagers modifiés étaient exportés vers la cellule”, explique Rosenthal.

Mais l’équipe a montré que bien que l’édition se produise dans les deux cas, elle se produit beaucoup plus à l’extérieur du noyau, dans l’axone, qu’à l’intérieur du noyau.

Alors, pourquoi les calamars s’en préoccupent-ils ? Pourquoi ont-ils tant besoin de modifier leur ARNm ? Eh bien, nous ne le savons pas encore, mais l’équipe de recherche a quelques idées.

La pieuvre, la seiche et le calamar utilisent tous l’édition de l’ARNm pour diversifier les protéines produites dans le système nerveux. Cela pourrait être l’une des raisons pour lesquelles ces créatures sont beaucoup plus intelligentes que les autres invertébrés.

“L’idée que l’information génétique puisse être éditée de manière différenciée dans une cellule est nouvelle et étend nos idées sur la façon dont un seul schéma d’information génétique peut donner lieu à une complexité spatiale”, écrit l’équipe dans son nouvel article.

“Un tel processus pourrait affiner la fonction des protéines pour aider à répondre aux demandes physiologiques spécifiques des différentes régions cellulaires.”

Bien qu’il ne s’agisse pour l’instant que d’une étude génétique intéressante sur les calamars, les chercheurs pensent qu’à terme, ce type de système pourrait aider à traiter les troubles neurologiques qui incluent le dysfonctionnement des axones.

CRISPR a complètement changé la donne en ce qui concerne l’édition de l’ADN à l’intérieur de nos cellules, et l’ARN est nettement moins permanent et donc son édition pourrait être moins dangereuse.

“L’édition de l’ARN est beaucoup plus sûre que l’édition de l’ADN”, a déclaré Rosenthal à Wired.

“Si vous faites une erreur, l’ARN se retourne et s’en va”.

Cette recherche a été publiée dans Nucleic Acids Research.

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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche