Cibler cette protéine pourrait aider à lutter contre le vieillissement
Les scientifiques ont découvert un mécanisme génétique inconnu du métabolisme cellulaire qui devient de plus en plus dysfonctionnel avec le vieillissement.
Des chercheurs de l'École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) en Suisse suggèrent que leurs découvertes pourraient conduire à de nouvelles cibles de traitements pour lutter contre le vieillissement et les conditions liées à l'âge.
Leur découverte concerne une protéine qui altère la fonction des mitochondries, qui sont les minuscules unités de puissance à l'intérieur des cellules qui leur donnent leur énergie.
L'équipe de l'EPFL a découvert que le cerveau et les tissus musculaires d'animaux âgés avaient des niveaux élevés de protéine, appelée pumilio RNA binding family member 2 (PUM2).
Un article d'étude dans la revue Cellule moléculaire décrit comment le vieillissement induit des niveaux plus élevés de PUM2, qui, à leur tour, réduisent les niveaux d'une autre protéine appelée facteur de fission mitochondrial (MFF).
La MFF aide les cellules à briser les grosses mitochondries en unités plus petites et à les éliminer. Les échantillons de tissus des animaux âgés avaient également des niveaux inférieurs de MFF.
Les chercheurs suggèrent qu'à mesure que les animaux vieillissent, la voie PUM2 / MFF devient de plus en plus dérégulée.
À mesure que les niveaux de PUM2 augmentent, ils abaissent les niveaux de MFF. Le résultat est que les cellules deviennent de plus en plus incapables de se séparer et d'éliminer les petites mitochondries. Au fil du temps, les cellules et les tissus s'accumulent de plus en plus de grosses mitochondries malsaines.
Protéines de liaison à l'ARN et vieillissement
PUM2 est une protéine de liaison à l'ARN. Ces molécules modifient l'expression génique en se liant aux molécules d'ARN messager (ARNm) qui portent le code ADN que les cellules doivent traiter.
Dans l’étude récente, l’équipe a découvert que lorsque PUM2 se lie aux molécules d’ARNm qui portent le code ADN du MFF, il bloque la capacité des cellules à fabriquer des protéines MFF à partir de ces molécules d’ARNm.
La plupart des recherches sur les molécules qui influencent le vieillissement des cellules et des tissus ont tendance à se concentrer sur la transcription des gènes en ARNm. Cependant, ce n'est que la première étape du processus complexe de transfert des informations contenues dans les gènes vers le fonctionnement des cellules.
Les chercheurs de l'EPFL ont découvert la voie PUM2 / MFF lorsqu'ils ont décidé d'étudier l'étape qui se produit après la transcription du gène.
Lorsqu'ils ont criblé des cellules animales pour identifier les protéines de liaison à l'ARN qui changeaient avec l'âge, ils ont constaté que la PUM2 était particulièrement élevée chez les animaux plus âgés.
PUM2 se lie uniquement aux molécules d'ARNm qui ont des sites qu'il reconnaît. Lorsqu'il se fixe à l'ARNm, il arrête la traduction du code en la protéine correspondante.
En employant une approche de «génétique des systèmes», l'équipe a découvert un ARNm auparavant inconnu auquel PUM2 se lie. C'était l'ARNm qui porte le code permettant aux cellules de fabriquer du MFF.
L'édition génique a inversé les effets liés à l'âge
Dans une autre partie de l'étude, les chercheurs ont démontré comment il pourrait être possible d'inverser l'effet lié à l'âge du PUM2 sur les cellules et les tissus.
En utilisant la technologie d'édition de gène CRISPR-Cas9, ils ont réduit PUM2 dans les muscles de vieilles souris en faisant taire son gène codant correspondant.
Cela a conduit à des niveaux plus élevés de protéines MFF, qui - grâce à une augmentation de la dissolution et de l'élimination des déchets - ont amélioré la fonction mitochondriale chez les souris âgées.
L'équipe a également étudié un mécanisme similaire chez le ver rond Caenorhabditis elegans, qui est un modèle que les scientifiques utilisent souvent pour étudier les voies moléculaires.
Chez le ver rond, le vieillissement induit des niveaux plus élevés de la protéine PUF-8 de liaison à l'ARN. Les chercheurs ont découvert que la désactivation du gène correspondant pour PUF-8 chez les vers plus anciens améliorait le fonctionnement de leurs mitochondries et prolongeait leur durée de vie.
D'autres études ont lié les protéines de liaison à l'ARN aux maladies dégénératives neuromusculaires. Ils ont également démontré qu'ils se rassemblent souvent en touffes appelées granules pathologiques.
Les chercheurs de l'EPFL ont découvert que PUM2 a une tendance similaire, avec le vieillissement, à s'agglutiner en particules qui se lient et capturent l'ARNm de MFF.
