Pour la toute première fois, des scientifiques ont identifié l’existence d’une nouvelle structure de l’ADN encore jamais vue auparavant, dans les cellules vivantes humaines.
La découverte de ce que l’on appelle un « nœud torsadé » d’ADN, dans des cellules vivantes, confirme que notre code génétique est construit avec une symétrie bien plus complexe que la simple structure hélicoïdale que tout le monde associe à l’ADN. « Lorsque la plupart des gens pensent à l’ADN, ils s’imaginent la double hélice », explique le chercheur en anticorps thérapeutiques Daniel Christ, de l’Institut Garvan de recherche médicale en Australie. « Cette nouvelle recherche nous rappelle que des structures d’ADN totalement différentes existent et pourraient bien être importantes pour nos cellules », ajoute-t-il.
Le nouveau composant d’ADN identifié par l’équipe s’appelle intercalated motif, un motif intercalé (dit i-motif), qui a été découvert par des chercheurs dans les années 1990 et avait jusqu’ici été observé in vitro, mais jamais dans des cellules vivantes.
À présent, grâce à l’équipe de Christ, nous savons que le i-motif apparaît de manière naturelle dans les cellules humaines, témoignant de son importance quant à la biologie cellulaire – ce qui avait précédemment été remis en question, vu qu’il n’avait été observé qu’en laboratoire. Mais à présent, le motif intercalé exige une toute nouvelle attention de la part des chercheurs.
Si jusqu’à présent votre seule familiarité avec les formes d’ADN était la fameuse double spirale hélicoïdale, rendue célèbre par Watson et Crick, la configuration du motif intercalé pourrait bien vous surprendre. « L’i-motif est un « nœud« d’ADN à quatre brins », explique Marcel Dinger, qui a codirigé la recherche. « Dans la structure des noeuds, les lettres C [cytosine] sur le même brin d’ADN se lient l’une à l’autre – donc c’est très différent d’une double hélice, où les « lettres« sur les brins opposés se reconnaissent, et où les C se lient aux G [guanines] », ajoute-t-il.
Selon Mahdi Zeraati, l’auteur principal de la nouvelle étude, l’i-motif n’est qu’une des nombreuses structures d’ADN qui ne prennent pas la forme de la double hélice – incluant l’ADN A, l’ADN Z, l’ADN triplex et l’ADN cruciforme – et qui pourraient également exister dans nos cellules.
Un autre type de structure de l’ADN, appelé ADN G-quadruplex (G4), a été visualisé pour la toute première fois par des chercheurs dans des cellules humaines en 2013. Les chercheurs avaient utilisé un anticorps modifié pour révéler le G4 dans les cellules.
Dans la nouvelle étude, Zeraati et ses collègues chercheurs ont utilisé le même type de technique, en développant un fragment d’anticorps (appelé iMab) qui pourrait spécifiquement reconnaître et se lier aux i-motifs. Grâce à cette technique, les scientifiques ont pu mettre en évidence leur emplacement dans la cellule, avec une lueur immunofluorescente.
« Ce qui nous a fait le plus plaisir c’est que nous pouvions voir les tâches vertes, les i-motifs, apparaître et disparaître avec le temps. Donc nous savons à présent qu’ils se forment, disparaissent et se reforment à nouveau », explique Zeraati. Bien qu’il y ait encore beaucoup à apprendre sur le fonctionnement de la structure i-motif, les résultats de la recherche indiquent que ces derniers se forment généralement tard dans le cycle de vie d’une cellule.
Les i-motifs ont également tendance à apparaître dans les régions dites « promotrices », des zones d’ADN contrôlant l’activation ou la désactivation des gènes, et dans les télomères, des marqueurs génétiques associés au vieillissement. « Nous pensons que le va-et-vient des i-motifs est un indice de ce qu’ils font. Il semble probable qu’ils soient là pour aider à activer ou désactiver des gènes », explique Zeraati.
Maintenant que nous savons pertinemment que cette nouvelle forme d’ADN existe dans les cellules, cela donnera aux chercheurs la possibilité de comprendre ce que ces structures effectuent à l’intérieur de notre corps. Comme l’explique Zeraati, les résultats des futures études pourraient être très importantes : non seulement pour le i-motif, mais également pour d’autres formes d’ADN. « Ces conformations d’ADN alternatives pourraient être importantes pour que les protéines dans la cellule reconnaissent leur séquence d’ADN apparentée et exercent leurs fonctions régulatrices. Par conséquent, la formation de ces structures pourrait être d’une importance capitale pour le fonctionnement normal de la cellule, et toute aberration dans ces structures pourrait avoir des conséquences pathologiques », a expliqué Zeraati.
