Mystérieux ARN

 

L'étude de l'expression génétique, à savoir la manière dont s'exprime l'information génétique, voilà vers quoi se tournent actuellement tous les regards du laboratoire de biologie cellulaire et moléculaire de l'Institut de botanique de l'ULg. Qu'y a-t-il derrière cette étude d'apparence inaccessible aux novices et pourtant connue de tous ? L'ADN assurément, mais pas seulement. A Liège, la recherche de l'expression du génome bat son plein, en particulier ses mécanismes de régulations au niveau de la molécule d'ARN (molécule intermédiaire entre l'ADN et la protéine) et de son épissage (modifications subies par ces ARN) chez les plantes supérieures.

Questions supplémentaires

Comme l'explique Patrick Motte, chargé de cours dans l'unité de biologie cellulaire et moléculaire végétale, " si l'ADN est sans aucun doute une découverte majeure du XXe siècle, les mécanismes complexes qui régulent son expression sont réellement fascinants et posent sans cesse d'intrigantes questions ". Support de l'information génétique, la molécule d'ADN est donc la détentrice du code qui permet aux organismes vivants de se développer à la condition ultime que ce code s'exprime correctement. Pour situer et comprendre l'intérêt de ces recherches, il suffit d'évoquer l'hérédité, symbole par excellence des découvertes liées à l'ADN. Les études actuellement menées à l'institut sont donc de la plus haute importance, car les éléments nouvellement mis à jour sur les ARN et les modifications qu'ils subissent pourraient nous apporter des explications supplémentaires sur le développement et l'évolution des organismes supérieurs.

Pour en savoir plus, pas besoin de courir outre-Atlantique : les dernières découvertes émanent du Sart-Tilman. Pour Patrick Motte, il importe avant tout de se pencher sur les processus qui régulent l'expression génétique et ce, à différents niveaux : de la molécule d'ADN elle-même et de son remodelage dans le noyau mais aussi de l'information qu'elle véhicule sous la forme d'une molécule intermédiaire appelée ARN messagers ou pré-messager et qui sera traduit en une protéine fonctionnelle. C'est de cette manière qu'une molécule d'ADN régule le développement d'un organisme vivant. Longtemps, le monde scientifique s'est contenté de cette explication, ce qui a contribué à " instaurer le dogme de la génétique : un gène équivaut à une protéine ", nous rappelle Patrick Motte. Cependant, " alors que les biologistes pensaient qu'étaient décrits les "acteurs" - et leurs rôles - dans la régulation de l'expression génique, un de ses interprètes fonctionnels, l'ARN, dévoile de nouvelles fonctions extraordinairement variées et efficaces dans la régulation de l'expression génétique ".

Plutôt que par un "simple" épissage constitutif, l'expression du génome se réaliserait en fait, dans une majeure partie des cas, via ce qu'on appelle un épissage alternatif, c'est-à-dire permettant de produire différents ARN messagers à partir d'un seul ARN pré-messager, et de ce fait pouvant amener à la synthèse de plusieurs protéines. Ceci est loin d'être anodin puisqu'en se penchant sur les récentes analyses du génome humain, nous observons que plus de 60 % des gènes suivraient effectivement un épissage alternatif. Et le chercheur d'insister sur le fait que " cela pourrait avoir contribué à la complexité morphologique et fonctionnelle des eucaryotes au cours de l'évolution ". L'unité de biologie cellulaire végétale concentre ses efforts sur les molécules qui régulent potentiellement cet épissage alternatif chez les plantes supérieures car, chez ces organismes aussi, ce processus serait étroitement lié à leur développement.

Ces études mettent donc en avant un phénomène de la plus haute importance : si les recherches du laboratoire portent sur certaines plantes supérieures telle l'Arabidopsis thaliana, il s'agit bel et bien d'une découverte capitale dans l'explication du développement et de l'évolution des organismes vivants dont l'homme fait partie.

Parmi les espèces végétales étudiées par le laboratoire de biologie cellulaire végétale: Arabidopsis thaliana, la première plante modèle choisie par la communauté scientifique.

Coûts et enjeux

Ces recherches ne sont évidemment pas sans coûts. Comme le souligne Patrick Motte, " c'est parce que nous avons jusqu'à présent les moyens d'étudier ces phénomènes in vivo - ce qui nécessite des techniques et du matériel fort coûteux - que nous sommes arrivés à ces résultats. Nous pourrions aller encore plus loin dans l'étude fonctionnelle du vivant et de l'expression du génome si nous avions des outils d'imagerie encore plus puissants. Cela serait possible par l'intermédiaire de la CATµ (centre technologique en microscopie), qui pourrait ainsi également se positionner à l'avenir comme un plate-forme d'imagerie du vivant efficace et performante. C'est donc la CATµ qui pourrait avoir la difficile mission de rassembler et d'acquérir de nouveaux appareillages, de constituer une plate-forme technologique compétente dans le domaine du vivant et de maintenir un niveau d'excellence reconnu permettant d'intégrer des projets de recherche à plus grande échelle ".

Gageons que la qualité de cette recherche venant d'être publiée dans une revue scientifique de réputation internationale (Tillemans et al, The Plant Journal, sous presse) permettra d'ouvrir la voie vers un développement optimal. En effet, la fonction première de ces recherches reste avant tout la connaissance et ceux qui ont une âme d'explorateur comprennent l'intérêt de ces découvertes… dans l'infiniment petit.

 

Marc Bechet

Contacts: Patrick Motte, tél. 04.366.38.10, courriel Patrick.Motte@ulg.ac.be