Identification of a novel circular RNA specific to the bovine placenta from the pregnancy-associated glycoprotein gene

La bibliothèque invisible et les petites éponges

Imaginez que votre corps est une ville en pleine effervescence, et qu'à l'intérieur de chaque cellule se trouve une immense bibliothèque appelée le noyau. Cette bibliothèque détient les plans de construction de tout ce qui vous compose, écrits dans un langage appelé l'ADN. Habituellement, quand la ville a besoin de construire quelque chose, elle fait une photocopie d'un plan appelée l'ARNm. Cette copie est une ligne de texte droite qui est envoyée sur le chantier de construction pour fabriquer une protéine. Mais les scientifiques ont découvert un étrange rebondissement dans cette histoire : parfois, la cellule prend les extrémités de ces copies linéaires et les colle ensemble pour former un cercle parfait. On appelle cela des ARN circulaires (ou circARN). Parce qu'ils sont des boucles fermées sans extrémités libres, ils sont extrêmement robustes et ne se décomposent pas facilement comme les copies linéaires.

Pourquoi est-ce que cela intéresse quelqu'un, ces minuscules boucles ? Eh bien, à l'intérieur de la cellule, il y a aussi de minuscules « gommes » appelées micro-ARN (miARN). Ces gommes trouvent généralement des instructions spécifiques et les effacent, empêchant ainsi la fabrication de certaines protéines. Mais les ARN circulaires peuvent agir comme des éponges. Si un ARN circulaire possède la bonne forme, il peut absorber ces gommes, empêchant ainsi de supprimer les instructions importantes. Cela signifie que la cellule peut contrôler la quantité de protéines construites simplement en ayant plus ou moins de ces boucles spongieuses. C'est un point crucial pour comprendre comment la vie fonctionne, particulièrement dans des organes comme le placenta, l'organe temporaire qui nourrit un bébé pendant qu'il grandit à l'intérieur de la mère. Les scientifiques veulent savoir si ces éponges circulaires aident le placenta à faire son travail, mais jusqu'à présent, nous n'avions pas de bonne carte de ce qui flotte dans le placenta d'une vache.

Le secret de la boucle du placenta de la vache

Dans cette étude, des chercheurs de l'Université d'Iwate ont décidé de plonger au cœur du placenta bovin pendant les premières étapes de la gestation. Ils voulaient voir quel type d'ARN circulaires s'y trouvait et si certains étaient particuliers au placenta. Imaginez que vous scanniez une bibliothèque pour voir quels livres sont sur les étagères. Ils ont prélevé des échantillons de tissus de vaches à environ 65 jours de gestation et ont utilisé un séquençage de haute technologie pour trouver chaque ARN circulaire possible.

Les résultats étaient un peu comme la découverte d'un coffre au trésor contenant 13 958 ARN circulaires différents ! La plupart de ces boucles étaient fabriquées à partir de parties de gènes qui codent habituellement pour des protéines, et elles mesuraient principalement entre 300 et 600 lettres de long. L'équipe a sélectionné les plus populaires pour vérifier s'il s'agissait réellement de boucles circulaires et non de simples erreurs. Ils ont utilisé une enzyme spéciale appelée RNase R, qui agit comme un destructeur pour les lignes droites mais ne peut pas couper les cercles. Comme prévu, les gènes linéaires ont été déchiquetés, mais les formes circulaires ont survécu, prouvant qu'il s'agissait bien de boucles robustes.

Cependant, lorsqu'ils ont examiné l'endroit où vivaient ces boucles populaires, ils ont trouvé quelque chose d'un peu banal : ces boucles étaient partout. On les trouvait dans le foie, le cœur, les poumons et les muscles, tout comme leurs gènes parents. Elles n'étaient pas uniques au placenta, elles n'étaient donc probablement pas les « agents spéciaux » que les scientifiques espéraient trouver pour la fonction placentaire.

La seule boucle spéciale

C'est alors que l'équipe a trouvé une aiguille dans une botte de foin. Ils cherchaient des ARN circulaires provenant de gènes connus pour être spécifiques aux cellules du « trophoblaste » du placenta (les ouvriers qui construisent le placenta). Ils ont trouvé trois candidats, mais deux d'entre eux n'ont pas vraiment passé le test. L'un d'eux, bta_circ_2423, était cependant le vrai de vrai.

Cet ARN circulaire spécifique provenait d'un gène appelé PAG4 (Glycoprotéine associée à la grossesse 4). Les chercheurs ont prouvé qu'il s'agissait d'un véritable cercle et, plus important encore, ont découvert qu'il n'était présent que dans le placenta. Vous ne le trouveriez pas dans le foie ou la peau de la vache ; c'était un résident exclusif du placenta. Ils ont également suivi sa popularité au fil du temps. Il était discret en début de gestation, est devenu très présent et abondant au milieu de la gestation, puis s'est calmé un peu plus tard. Ce timing suggère qu'il pourrait jouer un rôle important au moment même où le bébé grandit rapidement.

L'effet éponge

Alors, que fait cette boucle spéciale ? Les chercheurs ont utilisé des programmes informatiques pour examiner la forme de bta_circ_2423 et ont découvert qu'elle ressemble à une éponge parfaite pour trois micro-ARN spécifiques : bta-miR-183, bta-miR-197 et bta-miR-3596.

Si ces micro-ARN sont les « gommes » qui arrêtent le fonctionnement des gènes, alors bta_circ_2423 est l'éponge qui les attrape. En absorbant ces gommes, la boucle permet peut-être à d'autres gènes importants de rester actifs. L'analyse informatique a suggéré que les gènes que ces micro-ARN contrôlent habituellement sont impliqués dans des tâches majeures comme le mouvement des substances à travers les membranes cellulaires, le métabolisme (la façon dont le corps utilise l'énergie) et même le système immunitaire. Puisque le placenta doit équilibrer le fait de nourrir le bébé tout en le protégeant des infections, cette activité d'« éponge » pourrait être une partie cruciale du maintien d'une grossesse saine.

Ce que cela signifie

L'étude n'a pas prouvé exactement comment cette boucle aide la vache, mais elle a certainement trouvé un nouvel acteur sur le terrain. C'est la première fois que des scientifiques identifient un ARN circulaire qui est spécifique au placenta de la vache et lié à un gène qui n'y travaille que là. Les chercheurs suggèrent que cette boucle pourrait aider le placenta à fonctionner en agissant comme une éponge pour les micro-ARN, mais ils admettent que davantage d'expériences sont nécessaires pour voir exactement comment elle fonctionne dans la réalité. Pour l'instant, nous savons que le placenta bovin possède une petite boucle robuste et unique qui ne traîne que là, prête à absorber les messages cellulaires et peut-être à aider un bébé à grandir.