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Rôle de l’épissage alternatif dans le vieillissement reproductif et la dysfonction mitochondriale

Les gènes sont composés de séquences d’exons et d’introns qui, une fois transcrites en ARN, sont épissées pour former la molécule d’ARN finale. Les exons sont généralement inclus et les introns exclus, mais de nombreux gènes peuvent coder pour plusieurs molécules d’ARN différentes grâce à des arrangements d’épissage alternatif. La régulation de l’épissage de l’ARN est complexe et, comme beaucoup d’autres aspects complexes de notre biochimie, elle devient dysfonctionnelle avec l’âge. Les proportions d’épissage normal par rapport à l’épissage alternatif sont modifiées et des molécules d’ARN incorrectes peuvent également être formées. Il reste une question ouverte quant à la mesure dans laquelle la dysfonction de l’épissage de l’ARN contribue à l’âge dégénératif. Il est clair qu’elle peut causer des dommages, mais il est difficile d’évaluer si ces dommages sont significatifs par rapport à d’autres causes de stress cellulaire. Un article d’accès ouvert d’aujourd’hui est un exemple d’un ensemble de preuves qui soutient un rôle plus important qu’attendu pour la dysfonction de l’épissage de l’ARN dans le vieillissement. Bien qu’il soit centré sur un seul tissu, si des dommages peuvent être démontrés dans un endroit du corps, il est raisonnable de penser qu’ils se produisent également ailleurs. Une question connexe est de savoir s’il vaut la peine d’essayer de corriger directement le fonctionnement de l’épissage de l’ARN dans les cellules âgées ou d’identifier et de résoudre les causes sous-jacentes de la dysfonction de l’épissage de l’ARN. On pourrait s’attendre à ce que la dysfonction de l’épissage de l’ARN soit en aval des changements épigénétiques caractéristiques du vieillissement, car ces changements peuvent causer une réduction de la production de machines moléculaires critiques ou des déséquilibres dans le nombre relatif de molécules spécifiques nécessaires à l’épissage de l’ARN. Il y a l’espoir que le succès dans le développement de thérapies basées sur le reprogrammation partielle abordera les dysfonctions d’épissage de l’ARN et de nombreux autres problèmes en réinitialisant les marques épigénétiques dans un état plus jeune. Mais cela reste à voir, et plusieurs groupes poursuivent d’autres approches qui pourraient améliorer le fonctionnement de l’épissage de l’ARN dans une certaine mesure. La recherche sur la dysrégulation des modèles d’épissage alternatif dans les ovaires de souris âgées reproductivement a révélé que le vieillissement reproductif des femelles est caractérisé par une détérioration progressive de la fonction ovarienne, bien que les mécanismes moléculaires qui sous-tendent ces changements soient encore incompris. En utilisant le séquençage direct d’ARN à longue lecture, nous avons cartographié les changements d’isoformes de transcription dans les ovaires de souris à travers l’âge reproductif. En comparant des souris jeunes et âgées après stimulation contrôlée par gonadotrophine, nous avons identifié de larges changements d’épissage alternatif, y compris des changements dans l’utilisation des exons, la sélection des sites d’épissage et les limites des transcrits. Les ovaires âgés ont montré une diversité accrue des isoformes, favorisant les sites de début et de fin distaux, et une augmentation significative des événements de saut d’exon et de rétention d’intron. Beaucoup de ces événements d’épissage biaisés par l’âge ont altéré les cadres de lecture ouverts, introduit des codons d’arrêt prématurés ou perturbé des domaines protéiques conservés. Notamment, les gènes mitochondriaux ont été touchés de manière disproportionnée. Nous mettons en évidence Ndufs4, une sous-unité du complexe I mitochondrial, comme un cas où le vieillissement favorise l’épissage alternatif d’une isoforme tronquée manquant le domaine Pfam canonique. La modélisation structurelle suggère que cette variante d’épissage pourrait compromettre la fonction du complexe I, entraînant une production accrue d’espèces réactives de l’oxygène. Nos données suggèrent un lien mécaniste entre l’épissage et la dysfonction mitochondriale dans l’ovaire vieillissant. Ces résultats soutiennent le modèle de l’axe épissage-énergie-vieillissement dans la physiologie ovarienne, où la dégradation de la fonction mitochondriale et les changements d’épissage adaptatifs ou mal adaptés sont entrelacés. Notre étude révèle que l’épissage alternatif n’est pas simplement un sous-produit du vieillissement, mais une couche régulatrice dynamique à l’échelle du transcriptome qui peut influencer la longévité ovarienne. Ces aperçus ouvrent de nouvelles avenues pour l’investigation des mécanismes post-transcriptionnels dans le vieillissement reproductif et soulignent la nécessité de considérer la régulation au niveau des isoformes dans les modèles de déclin ovarien. Source : https://www.fightaging.org/archives/2025/06/rna-splicing-dysfunction-in-the-aging-ovaries/

Augmentation des erreurs de traduction liées à l’âge : Une étude sur un modèle de souris luminescent

Les chercheurs ont développé un modèle de souris qui intègre une séquence d’ADN produisant une protéine luminescente uniquement en cas d’erreur de lecture (readthrough), lorsque la machinerie de traduction ignore un codon d’arrêt dans la séquence d’ADN. Cette méthode permet d’évaluer dans quelle mesure les erreurs de lecture augmentent avec l’âge, entraînant la production de molécules d’ARN aberrantes et des dysfonctionnements associés. Des preuves suggèrent qu’il y a une augmentation liée à l’âge des erreurs de traduction lors de la production d’ARN à partir de l’ADN. Cependant, il est difficile de déterminer dans quelle mesure le vieillissement dégénératif résulte de ce type de dysfonctionnement dans l’expression génique. La question de la précision de la synthèse des protéines et de son lien avec le vieillissement est un sujet d’intérêt de longue date. Pour étudier si des changements spontanés dans le taux d’erreurs ribosomiques se produisent en fonction de l’âge, les chercheurs ont d’abord établi que le readthrough des codons d’arrêt est un indicateur plus sensible de la mistraduction due à un appariement incorrect des codons et anticodons que l’incorporation d’acides aminés par erreur. Par la suite, ils ont développé des souris knock-in pour la détection in-vivo du readthrough des codons d’arrêt, utilisant un rapporteur de type Kat2-TGA-Fluc qui combine des techniques d’imagerie fluorescente et bioluminescente sensibles. Les chercheurs ont suivi l’expression des protéines rapporteurs in-vivo au fil du temps, et ont évalué l’expression de Kat2 et Fluc dans des extraits de tissus ainsi que par imagerie ex-vivo de tout organe. Les résultats montrent une augmentation organo-dépendante et liée à l’âge des erreurs de traduction : le readthrough des codons d’arrêt augmente avec l’âge dans les muscles (+75%) et le cerveau (+50%), mais pas dans le foie. En parallèle, des données récentes indiquent un vieillissement prématuré chez des souris présentant une mutation de ram sujette aux erreurs, soulignant que le déclin de la fidélité de traduction lié à l’âge pourrait contribuer au vieillissement. Source : https://www.fightaging.org/archives/2025/03/translational-errors-increase-with-age-in-some-organs-in-mice/

Les mécanismes de l’ARN dans les maladies neurodégénératives : Perspectives et thérapies

L’assemblage, le traitement et les activités des molécules d’ARN dans la cellule constituent un vaste sujet, particulièrement pertinent dans le contexte des maladies neurodégénératives. La transcription des gènes pour produire des molécules d’ARN représente la première étape de l’expression génique, et des changements significatifs dans cette expression surviennent avec l’âge. Les cellules, en tant que machines d’état, voient leur état déterminé par la production d’ARN et de protéines, influençant ainsi la fonction des tissus. Les maladies neurodégénératives, telles que la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson et d’autres maladies rares, sont des conditions courantes liées à l’âge. Ces maladies partagent des mécanismes pathologiques sous-jacents similaires, notamment la présence d’inclusions pathologiques et de mutations causales dans les protéines liant l’ARN (RBP). Des expansions répétées de séquences d’ARN ont été observées dans des maladies telles que la SLA, la démence frontotemporale et la maladie de Huntington, potentiellement responsables de neurotoxicité. Dans l’ère post-génomique, divers chemins de traitement de l’ARN et des types émergents d’ARN codants et non codants sont identifiés dans le cadre des maladies, avec des contributions potentielles à la neurodégénérescence. Des stratégies thérapeutiques ciblant l’ARN, modifiant les gènes associés aux maladies, montrent des succès significatifs. Cet article se concentre sur les mécanismes pathogènes liés à l’ARN dans les maladies neurodégénératives et les approches thérapeutiques prometteuses visant l’ARN. Il commence par explorer les différentes voies de traitement de l’ARN et les exemples de leur dérégulation dans ces maladies. Il aborde ensuite les mécanismes conduisant à la dysfonction des RBP, entraînant des dérégulations du traitement de l’ARN. Enfin, il examine les progrès réalisés dans les thérapies ciblant l’ARN. Les différentes voies de traitement de l’ARN sont souvent interconnectées, et la plupart des RBP jouent des rôles multifonctionnels à travers plusieurs étapes de traitement de l’ARN, créant des interactions significatives entre elles. Source : https://www.fightaging.org/archives/2025/01/rna-dysregulation-in-neurodegenerative-conditions/

Les Mécanismes de l’ARN dans les Maladies Neurodégénératives : De la Biologie à la Thérapie

L’assemblage, le traitement et les activités des molécules d’ARN dans la cellule constituent un sujet vastement complexe, particulièrement dans le contexte des maladies neurodégénératives. Cet article présente un aperçu des domaines d’intérêt pour les chercheurs travaillant sur ces conditions. La transcription des gènes en ARN est la première étape de l’expression génique, et des changements importants dans cette expression surviennent avec l’âge. Un état cellulaire est largement déterminé par les ARN et les protéines produites, influençant ainsi la fonction des tissus. Les maladies neurodégénératives, qui touchent environ 6,9 millions d’Américains en 2024, incluent la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson, ainsi que des maladies moins courantes comme la maladie de Huntington et la sclérose latérale amyotrophique. Bien que les symptômes cliniques varient, ces maladies partagent des mécanismes pathologiques sous-jacents, notamment la présence d’inclusions pathologiques et de mutations des protéines liant l’ARN. Des expansions de répétition dans plusieurs maladies, comme la SLA et la DFT, entraînent la production d’ARN contenant des répétitions, qui peuvent induire une neurotoxicité par différents mécanismes. Dans l’ère post-génomique, diverses voies de traitement de l’ARN et de nouveaux types d’ARN, codants et non codants, ont été identifiés dans le contexte des maladies, suggérant une contribution potentielle à la neurodégénérescence. Des stratégies thérapeutiques ciblant l’ARN pour moduler les gènes associés aux maladies ont montré un succès notable. Cet article se concentre sur les mécanismes pathogéniques liés à l’ARN dans les maladies neurodégénératives et sur les approches thérapeutiques ciblant l’ARN qui montrent un grand potentiel. Nous examinons d’abord les différentes voies de traitement de l’ARN et comment ces voies sont dysrégulées dans les maladies neurodégénératives. Ensuite, nous discutons des mécanismes de dysfonctionnement des protéines liant l’ARN, entraînant une régulation incorrecte du traitement de l’ARN. Enfin, nous passons en revue les progrès actuels dans les thérapies ciblant l’ARN. Les différentes voies de traitement de l’ARN sont souvent interconnectées, et la plupart des protéines liant l’ARN jouent des rôles multifonctionnels à travers plusieurs étapes, créant une interaction significative entre elles. Source : https://www.fightaging.org/archives/2025/01/rna-dysregulation-in-neurodegenerative-conditions/

Impact du vieillissement sur l’élongation transcriptionnelle et la biosynthèse de l’ARN

La transcription est un processus biologique fondamental par lequel les nucléotides sont ajoutés à une molécule d’ARN en cours de construction dans le noyau cellulaire, reproduisant ainsi le modèle de cette molécule encodé dans une séquence d’ADN. Le complexe d’ARN polymérase II est la machinerie protéique qui réalise ce travail crucial. Cependant, des recherches récentes ont révélé que ce mécanisme subit des changements liés à l’âge, entraînant une augmentation des erreurs et d’autres modifications dans l’expression des gènes, ce qui peut altérer le comportement cellulaire de manière défavorable. Le vieillissement provoque une dégradation majeure de la biosynthèse de l’ARN et des protéines, contribuant aux phénotypes associés au vieillissement. Les études menées au cours des deux dernières décennies se sont principalement concentrées sur les changements quantitatifs des niveaux d’ARN et de protéines. Toutefois, des travaux récents ont mis en évidence que la qualité des processus moléculaires impliqués dans la biosynthèse de l’ARN et des protéines se dégrade également avec l’âge, impactant non seulement la quantité mais aussi la qualité des molécules synthétisées. Par exemple, des erreurs survenant lors de la transcription et de l’épissage peuvent mener à des ARNm portant des séquences primaires incorrectes, ce qui peut produire des protéines toxiques alimentant des maladies liées à l’âge. Des dépistages récents ont identifié des facteurs responsables de la dégénérescence rétinienne dépendante de l’âge chez les mouches et de nouveaux régulateurs de la sénescence, mettant en avant les facteurs d’initiation et d’élongation transcriptionnelle parmi les résultats les plus significatifs. La façon dont les processus individuels sont affectés par le vieillissement et leur contribution spécifique au déclin fonctionnel lié à l’âge reste largement méconnue. Cette revue discute d’une série de publications récentes montrant que l’élongation transcriptionnelle est compromise pendant le vieillissement en raison de l’augmentation des dommages à l’ADN, du blocage de l’ARN polymérase II, d’initiations de transcription erronées dans les corps des gènes et d’une élongation accélérée de l’ARN polymérase II. Plusieurs de ces perturbations semblent provenir de changements dans l’organisation de la chromatine avec l’âge. Ensemble, ces travaux établissent un réseau de processus interconnectés contribuant au déclin lié à l’âge de la quantité et de la qualité de la production d’ARN.

Source : https://www.fightaging.org/archives/2025/01/reviewing-what-is-known-of-age-related-changes-in-transcriptional-elongation/