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Les 10 découvertes de 2019

L’énigme génétique des introns est résolue

09-01-2020

On voit la croissance des différentes souches de levures utilisées pour étudier la fonction des introns. À partir d’une levure normale, les chercheurs ont créé 295 lignées presque identiques, au détail près qu’elles avaient chacune un intron en moins que la levure de départ. Peu importe quel intron était enlevé, l’effet était presque toujours le même dans un milieu pauvre en nutriments: les cellules modifiées proliféraient moins bien que la levure normale dans 94 % des cas. Image: Université de Sherbrooke

Les introns, des portions du génome jusqu’ici considérées comme inutiles, ne serviraient finalement à rien de moins qu’à la survie des cellules par temps de disette.

À vos stylo rouge et liquide correcteur : les manuels de génétique sont désormais tous erronés, car ils affirment à tort que les introns, ces portions d’ADN qui ne contribuent à la production d’aucune protéine, seraient des aberrations encombrantes et peu utiles. Or, ce serait tout le contraire, selon des travaux menés dans le laboratoire du professeur Sherif Abou Elela, de l’Université de Sherbrooke.

Pour mieux comprendre ce qu’il en est, rappelons quelques notions. Dans une cellule, la fabrication d’une protéine fonctionne comme la préparation d’un plat. L’ADN, dans le noyau, c’est un peu comme l’ensemble des recettes disponibles sur un site Web de cuisine. Une fois la recette choisie, la cellule en imprime une copie, sous forme d’ARN, à laquelle elle se fie pour produire le mets désiré. Les introns, quant à eux, sont les bandeaux publicitaires du site : ils ne contribuent en rien à réussir le plat. Du moins, c’est ce qu’on croyait.

Le professeur Sherif Abou Elela. Photo: Université de Sherbrooke

L’inutilité des introns était déjà partiellement remise en cause. Certains de ces petits segments non codants semblaient parfois avoir un effet sur la quantité ou la structure des protéines produites. Sauf que ce constat concernait seulement certains introns et gènes précis, souvent dans les organismes plus complexes comme les animaux.

Une bonne raison

« Pour les organismes, transcrire les introns représente vraiment une dépense d’énergie et de ressources épouvantable ! Mais si la nature les a conservés même dans les gènes où ils ne semblent pas avoir d’effets sur la protéine, il devait y avoir une bonne raison ; sinon, ils auraient été éliminés avec l’évolution », souligne Julie Parenteau, professionnelle de recherche.

Cette bonne raison, l’équipe du laboratoire sherbrookois l’a révélée dans la revue Nature en janvier 2019, avec Mme Parenteau comme première auteure. L’étude démontre que les introns favoriseraient la survie des cellules lorsque l’accès aux nutriments est limité.

Pour faire cette découverte, les chercheurs sont partis d’une levure normale afin d’en créer 295 lignées presque identiques, au détail près qu’elles avaient chacune un intron en moins que la levure de départ. Or, peu importe quel intron était enlevé, l’effet était presque toujours le même dans un milieu pauvre en nutriments : les cellules modifiées proliféraient moins bien que la levure normale dans 94 % des cas, allant même jusqu’à disparaître complètement deux fois sur trois.

Ralentir le métabolisme

Ainsi, explique Sherif Abou Elela, les introns auraient pour fonction de signifier à l’organisme que les temps sont durs et qu’il vaut mieux ralentir le métabolisme pour économiser les réserves. Et comme les ressources sont généralement limitées dans la nature, les introns seraient vraisemblablement souvent utiles, d’où leur conservation obstinée.

« Jusqu’à maintenant, on justifiait l’existence des introns seulement par l’action que certains pouvaient avoir sur l’expression du gène où on les trouvait. Maintenant, on sait qu’il faut les regarder comme des composants profitables en soi et pas seulement comme les esclaves de certains gènes », fait-il valoir.

Reste à déterminer par quel mécanisme ils influencent le métabolisme, question sur laquelle l’équipe se penche déjà…

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Ont aussi participé à la découverte : Laurine Maignon, Mélodie Berthoumieux, Mathieu Catala et Vanessa Gagnon, de l’Université de Sherbrooke.

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