ADN à quatre brins rare vu pour la première fois en action

Deux minces brins torsadés ensemble en spirale: c'est la forme iconique de la molécule d'ADN. Mais parfois, l'ADN peut former une hélice quadruple rare, et cette structure étrange peut jouer un rôle important.

On sait peu de choses sur l'ADN à quatre brins connu sous le nom de G-quadruplexes, mais les scientifiques ont maintenant développé une nouvelle façon de détecter ces molécules étranges et d'observer leur comportement dans les cellules vivantes.

Dans une nouvelle étude publiée le 8 janvier dans la revue Nature Communications, l'équipe a décrit comment certaines protéines provoquent la dégradation du G-quadruplex; à l'avenir, leurs travaux pourraient conduire à la création de nouveaux médicaments qui détournent l'ADN à quatre brins et perturbent son activité.

Il y a de plus en plus de preuves que les G-quadruplex jouent un rôle important dans un large éventail de processus vitaux et dans une variété de maladies, déclare l'auteur de l'étude Ben Lewis de la Faculté de chimie de l'Imperial College de Londres dans un communiqué.

Dans l'ensemble, les quadruplexes G se produisent plus fréquemment dans les cellules cancéreuses que dans les cellules saines, selon le communiqué.

Diverses études ont lié la présence d'ADN à quatre brins à la division rapide des cellules cancéreuses, un processus qui conduit à la croissance tumorale; par conséquent, les scientifiques ont émis l'hypothèse que cibler un ADN étrange avec des médicaments pourrait ralentir ou arrêter cette division cellulaire rampante. Plusieurs études soutiennent déjà cette idée.

Mais le chaînon manquant était l'affichage de cette structure directement dans les cellules vivantes, a déclaré Lewis. En d'autres termes, les scientifiques avaient besoin d'un meilleur moyen d'observer ces molécules d'ADN en action.

De nouvelles recherches commencent à combler les connaissances manquantes.

Les quadruplexes G peuvent se former soit lorsqu'une seule molécule d'ADN double brin se replie d'elle-même, soit lorsque plusieurs brins d'ADN sont réunis dans un seul acide nucléique connu sous le nom de guanine, l'un des éléments constitutifs de l'ADN.

Pour trouver cet ADN bizarre dans les cellules, l'équipe a utilisé un produit chimique appelé DAOTA-M2, qui émet une lumière fluorescente lorsqu'il se lie aux G-quadruplex. Plutôt que de simplement mesurer la luminosité de la lumière, qui change en fonction de la concentration de molécules d'ADN, l'équipe a également suivi pendant combien de temps elle brillait.

Le suivi de la durée pendant laquelle la lumière reste allumée a aidé l'équipe à voir comment différentes molécules interagissent avec l'ADN à quatre brins dans les cellules vivantes.

Lorsque la molécule s'accroche à un brin d'ADN, elle déplace le DAOTA-M2 lumineux, provoquant une atténuation de la lumière plus rapide que si le produit chimique était laissé en place. À l'aide de ces techniques, l'équipe a identifié deux protéines appelées hélicases qui déroulent les brins d'ADN à quatre brins et déclenchent leur dégradation.

Ils ont également identifié d'autres molécules qui se lient à l'ADN; les recherches futures sur ces interactions moléculaires pourraient aider les scientifiques à développer des médicaments qui se lient à l'ADN.

Sources: Photo: Reconstruction du quadruplex des télomères à ADN humain. (Thomas Splettstesser / Wikimedia Commons) #