Un règle pour tous

Les règles qui déterminent les formes en trois dimensions des molecules RNA ne sont pas principalement basées sur des interactions chimiques complexes mais simplement sur la géométrie, selon une nouvelle etude biophysique. Les trouvailles contournent le fait que la NMR spectroscopie et la crystallographie aux rayons X ne sont pas toujours des instruments effectifs dans l’analyse des biomolécules complexes avec potentielle de conformations miriades.

Le chimiste et biophysicien Hashim Al-Hasimi de l’université de Michigan et ses collègues décrivent les règles géométriques de RNA dans l’éditions du journal “Science” du 8 janvier.

“RNA est une molecule flexible qui fonctionne souvent en se liant avec autre chose et puis change radicalement de forme”, explique Al-Hashimi. “Ces formes changées, à leur tour, déclenchent d’autres processus ou des cascades d’évènements, comme p.e. éteindre certains genes ou les remettre en marche.

Cependant, comprendre RNA en detail est plus difficile que pour des molecules petites, parce que RNA ne peut être déterminé comme avoir une structure unique. “RNA a beaucoups d’orientations possible, et differentes orientations sont stabilisées sous des conditions différentes, comme la présence de certains molecules de medicaments,” ajoute Al-Hashimi.

Un but majeur dans la biologie et la biophysique structurelle, néanmoins, est de prévoir pas seulement les conformations complexes en trois dimensions que RNA prends, qui sont fundamental a cause des building blocks, mais aussi les différentes formes que la molecule adopte du moment que d’autres molecules se sont liées avec elle, si elles sont protéines ou molécules de medicaments. Une comprehension nouvelle et détaillée de RNA reactions conformationelle pourrait nous donner la possibilité de manipuler le structure tridimensional de RNA, en tournant ces molecules de medicaments avec lesquelles Il y a de l’interaction;

Al-Hashimi dessine un parallèle avec les “conformations” du corps humain et comment RNA change de forme quand il y a une interaction avec son environnement chimique. “votre corps a une forme spécifique qui change comme prévu quand vous êtes en train de marcher ou quand vous attrapez une balle” il dit “ nous voulons comprendre ces règles anatomiques de RNA.

RNA a été attribué multiples roles cellulaires et la liste des maladies liées au malfonctionnement de RNA continue à accroître: atrophie des muscles dorsals, SLA, syndrome de Wolcott-Ralison , le cancer du prostate… Des methods qui nous permettent de controller et de manipuler RNA d’une manière effective, sont recherché dans la biologie moléculaire et dans la branche des medicaments. Dans un sens, RNA exécute beaucoups de ces fonctions en servant comme levier. Il change de forme en réponse des signaux spécifiques cellulaires et c’est ce changement qui est la cause d’autres réactions et réponses dans la cellule. Il faut noter que les retrovirus, HIV inclus, n’ont pas de DNA et se reposent sur RNA pour l’invasion génétique et la replications des cellules gïtes.

Avant, Al-Hashimi et ses collègues avaient découvert que RNA ne change pas nécessairement conformation en réponse direct de l’encountre avec les molecules des medicaments, mais plutôt suit un cours prévu de forme changeant lui-même. Les molecules de medicaments simplement attendant pour la conformation adequate et trouvent alors qu’ils peuvent lier à RNA dans une forme particulière,l’orientation préférée par le medicament particulier. Quelles sont les règles qui controlent le changement de forme prévoyable du RNA? Et sont ces règles des règles universelles parmi tous genres de RNA molecules? C’étaient les questions suivantes pour lesquelles le groupe de Al-Hashimi espérait de trouver une réponse.

La structure de RNA peut être considérée comme analogue à la structure du corps humain, dans ce sens qu’il a des membres liés au joint, Al-Hashimi explique. La vue dominante est, néanmoins, que les interactions à la structure courbée aux extremités des RNA membres jouent un role en définiant la conformation générale 3D de la molecule, un peu comme quand on sert la main avec quelqu’un, cela définie l’orientation des deux bras, mais le travail de Al-Hashimi offre un perspective tout à fait different de RNA orientation.

“Nous nous demandions si les jonctions propres pourraient donner la definition,” AlHashimi explique. “Si vous regardez votre bras, vous remarquerez que vous ne pouvez pas le manipuler, en relation avec votre épaule, à n’importe quelle direction; Ils doit suivre un certain trajet à cause de la géometrie du joint. Nous nous demandions si la meme chose s’applique à RNA.

Pour examiner cette possibilité, les chercheurs se sont tournés vers une banque de donnés de structures RNA (RNA FRABASE) et une banque protéine (PDB). “RNA FRABASE est une banque de donnés de fragments RNA qui puise des structures deposés dans la pdb” explique l’étudiant graduate Max Bailor. “Il prévoit une possiblité pour les chercheurs de chercher des donnés, structurelle principalement, sur des motifs RNA qui peuvent nous intéresser” il nous dit, “dans le passé nous avons executé une quête generale pour tous jonctions en deux senses et puis nous avons analysé ces jonctions avec notre software afin de determiner les trois angles topologique (alpha – tournure de helix 2, beta – courbe interhélique et gamma – tournure de helix 1).

Nous avons aussi utilisé le PDB pour faire une quête de tout les RNA-ligand complexes. En general, chaque fois quelqu’un résout un structure, les coordonnées en trios dimensions sont deposés dans la banque. Utilisant les capacities de recherche de la PDB, j’ai pu chercher tout structure RNA-ligand pour trouver la Asite, DIS et TPP structures qui sont rapportées dans le papier.”

Les chercheurs ont découvert que tout structures avec double helices, liées a un type particulier de joint, nommé trinucleotide se trouvaient sur le même trajet. Les chercheurs on explore les structures de molecules RNA avec d’autres types de junction et ils ont trouvé que ceux-là aussi étaient liées à des trajets similaires, mais que le trajet précis d’un RNA donné, dépendait des fonctions structurelles de sa jonction.

Avec ces trouvailles, il serait possible de prévoir de grande fonctions des RNA 3D formes, basés seulement sur la structure secondaire, qui pourrait être définié plus facillement que la structure 3D, “Al-Hasimi conclut. “Ceci facilitera de gagner une idée des formes 3D des structures RNA qui sont trop large ou trop compliqué pour être visualisé par des techniques experimental comme crystallographie au rayons X et NMR spectroscopie.”

Les règles anatomique de RNA provoient aussi un modèle nouveau contre leques des petits molecules peuvent être examiner pour leur capabilité à manipuler RNA dans des chemins spécifiques et peut être à la découverte des medicaments nouveaux contre la HVI et d’autres maladies causées par RNA défectif.

“Aujourd’hui c’est le temps de cibler certains de ces maladies RNA”, Al-Hasimi a dit à SpectrosopyNOW, “même s’il prends encore quelques années pour voir des resultants.”

Traduction: Rita De Bruyne

Source: ALS Independence