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Régénération tissulaire : Études comparatives entre espèces régénératrices et mammifères

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De nombreux groupes de recherche étudient la biochimie cellulaire des espèces hautement régénératrices telles que les salamandres et les poissons-zèbres. L’objectif est d’identifier les différences qui permettent la régénération des tissus perdus, contrairement à la cicatrisation observée chez les mammifères. Jusqu’à présent, il semble que de nombreuses différences concernent le maintien de processus de croissance régulée qui se produisent pendant le développement embryonnaire. L’espoir est que certaines de ces différences puissent servir de base pratique pour des thérapies régénératives permettant la régénération sûre de membres et de tissus organiques perdus. L’approche mentionnée semble prometteuse, car elle repose sur une différence dans l’expression d’un gène régulant la structure de la chromatine, plutôt que sur une différence dans la structure et la fonction des protéines entre les espèces. L’ingénierie d’une expression plus élevée ou plus faible de gènes natifs spécifiques est pratique, mais l’introduction de protéines nouvelles avec des séquences différentes dans un organisme adulte est plus difficile à réaliser en toute sécurité, car le système immunitaire peut réagir négativement. En revanche, le cœur adulte du poisson-zèbre remplace efficacement les cardiomyocytes perdus après une blessure, contrairement aux cœurs des mammifères adultes. Des voies de réponse aux blessures partagées et spécifiques aux espèces ont été révélées, ainsi qu’une corrélation entre Hmga1, une protéine non-histone architecturale, et la capacité régénératrice, puisque Hmga1 est nécessaire et suffisant pour induire la prolifération des cardiomyocytes et est requis pour la régénération cardiaque. De plus, il a été montré que Hmga1 réactive des gènes silenciés au développement, probablement par la modulation des niveaux de H3K27me3, les préparant pour un programme génique pro-régénératif. De plus, l’expression médiée par AAV de Hmga1 dans les cœurs de souris adultes blessées a conduit à une prolifération contrôlée des cardiomyocytes dans la zone frontière et à une amélioration de la fonction cardiaque, sans cardiomégalie ni remodelage défavorable. La cartographie des modifications des histones dans les cardiomyocytes de la zone frontière des souris a révélé une modulation similaire des marques de H3K27me3, cohérente avec les résultats chez le poisson-zèbre. Cette étude démontre que Hmga1 médie le remodelage de la chromatine et entraîne un programme régénératif, le positionnant comme une cible thérapeutique prometteuse pour améliorer la régénération cardiaque après une blessure. Source : https://www.fightaging.org/archives/2025/01/hmga1-expression-promotes-heart-regeneration-in-mammals/

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

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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/