Prix ​​Nobel de médecine 2024 pour Victor Ambros et Gary Ruvkun pour leur découverte des microARN

On sait aujourd’hui que le génome humain code pour plus d’un millier de microARN, ce qui ajoute une nouvelle dimension à la régulation génétique. Une nouvelle classe de minuscules molécules d’ARN qui jouent un rôle crucial dans la régulation de l’expression des gènes.

Les microARN sont un type d’ARN présent dans les cellules et le sang. Ils sont plus petits que de nombreux autres types d’ARN et peuvent se lier aux ARN messagers (ARNm) pour les empêcher de fabriquer des protéines. Les microARN sont étudiés pour le diagnostic et le traitement du cancer.

Ces ARN peuvent moduler l’expression de jusqu’à 60 % des gènes codant pour les protéines et sont impliqués dans des processus tels que la différenciation, la prolifération, l’apoptose et le développement. La dérégulation des processus dans lesquels interviennent les microARN peut provoquer diverses pathologies telles que le diabète, la dystrophie musculaire, certaines allergies et le cancer.

Les informations contenues dans nos chromosomes servent de manuel d’instructions pour toutes les cellules du corps, qui contiennent les mêmes gènes. Cependant, différents types de cellules, comme les cellules musculaires et nerveuses, ont des caractéristiques très différentes. Cela est dû à la régulation génétique, qui permet à chaque cellule d’activer uniquement les gènes nécessaires.

Avant leurs découvertes, on pensait que la régulation des gènes se produisait principalement lors de la transcription, lorsque l’ADN est converti en ARN messager (ARNm). Cependant, Ambros et Ruvkun ont découvert un mécanisme complètement nouveau dans lequel les microARN agissent après la transcriptioninhibant la production de protéines à partir de l’ARNm. Cette découverte a révélé une nouvelle couche de contrôle génétique qui permet aux cellules de réguler plus précisément l’expression des gènes.

Comme l’a reconnu le comité Nobel, le prix Nobel de cette année est « un GRAND prix. Les gagnants ont fait une découverte scientifique totalement inattendue, « hors des sentiers battus ».

Leurs résultats révèlent une nouvelle dimension dans la régulation des gènes, mais ont également eu un impact significatif sur la compréhension de l’évolution et du fonctionnement des organismes multicellulaires.

« Avoir une compréhension de base est, bien entendu, la première étape vers le développement d’applications », a-t-il souligné. Gunilla Karlsson Hedestamprésident du comité Nobel. “Bien qu’il n’existe pas encore d’applications très claires avec les microARN, les comprendre, savoir qu’ils existent et comprendre leurs réseaux de régulation est toujours la première étape.”

Il a également ajouté que plusieurs essais sont actuellement en cours sur les microARN pour tenter de trouver des moyens de lutter contre les maladies cardiovasculaires et rénales.

Aujourd’hui, on sait que les microARN sont essentiels au développement normal des cellules et des tissus, et leur étude continue de fournir des connaissances cruciales pour le traitement de diverses maladies génétiques et cancers. «C’est la connaissance qui est importante dans ce prix», ont-ils déclaré du comité Nobel.

Nos organes et tissus sont constitués de nombreux types de cellules différents, tous possédant la même information génétique stockée dans leur ADN. Cependant, ces différentes cellules expriment des ensembles uniques de protéines. Comment est-ce possible ?

La réponse réside dans la régulation précise de l’activité des gènes, de sorte que seul l’ensemble correct de gènes soit actif dans chaque type spécifique de cellule. Cela permet, par exemple, les cellules musculaires, les cellules intestinales et différents types de cellules nerveuses remplissent leurs fonctions spécialisées. De plus, l’activité des gènes doit être continuellement ajustée pour adapter les fonctions cellulaires aux conditions changeantes de notre corps et de notre environnement. Si la régulation génétique échoue, cela peut entraîner des maladies graves telles que le cancer, le diabète ou l’auto-immunité. Par conséquent, comprendre la régulation de l’activité des gènes constitue un objectif important depuis de nombreuses décennies.

Dans les années 1960, on a découvert que les facteurs de transcription contrôlaient le flux d’informations génétiques en se liant à l’ADN. Même si l’on croyait que les principes de la régulation génétique étaient résolus, en 1993, les lauréats du prix Nobel de cette année ont révélé un nouveau niveau significatif de régulation, conservé tout au long de l’évolution.

Ainsi, cette année-là, étudiant le petit ver C. elegansAmbros et Ruvkun ont identifié que le microARN lin-4 agissait comme un régulateur négatif d’un autre gène appelé lin-14, bloquant la production de protéines. Cette découverte était surprenante car lin-4 ne codait pas pour une protéine, mais plutôt pour un petit ARN qui inhibait la fonction de l’ARNm de lin-14 en se liant à des séquences complémentaires. C’était la première fois qu’une fonction régulatrice d’un ARN non codant était identifiée, inaugurant un nouveau domaine de recherche en biologie moléculaire.

Initialement, ce mécanisme était considéré comme spécifique à C. elegans et n’a pas reçu beaucoup d’attention.

Dans une récente interview Ambros, professeur de sciences naturelles à la Université du Massachusetts, l’inquiétude reconnue était qu’il pourrait s’agir simplement d’un cas particulier, propre à C. elegans ou propre aux nématodes. “Nous pensions qu’il s’agissait peut-être d’un de ces types de mécanismes de régulation étranges et ésotériques qui n’évoluaient peut-être que chez les nématodes. Nous nous attendions à ce qu’il y ait d’autres cas similaires, mais ils ont mis du temps à apparaître. Ce n’est que lorsque le laboratoire de Gary Ruvkun a découvert let-7 qu’il est devenu clair qu’il s’agissait d’un mécanisme extrapolable à d’autres organismes.

Cela s’est produit en 2000 lorsque Ruvkun, professeur de génétique au Massachusetts General Hospital et au École de médecine de Harvarda découvert le microARN let-7, qui s’est avéré hautement conservé chez diverses espèces animales, dont l’homme.

Des centaines de microARN

Cette découverte a suscité un grand intérêt au sein de la communauté scientifique, et des centaines de microARN ont depuis été identifiés dans tout le règne animal, dont plus d’un millier chez l’humain.

Ces microARN régulent des réseaux entiers de gènes, coordonnant des processus clés dans le développement et le fonctionnement des tissus dans les organismes multicellulaires.

La régulation des gènes par les microARN, découverte par Ambros et Ruvkun, existe depuis des millions d’années, permettant l’évolution d’organismes complexes. Les cellules ne se développent pas correctement sans microARN, et leur dérégulation peut provoquer le cancer et d’autres affections, telles qu’une perte auditive congénitale et des troubles oculaires et squelettiques. Les mutations des protéines nécessaires à sa production, comme dans le syndrome DICER1, sont liées au cancer dans divers organes.

En outre, des recherches ultérieures ont montré que les microARN jouent un rôle fondamental dans des maladies telles que le cancer, où leur dérégulation peut contribuer au développement de tumeurs. Des mutations ont également été identifiées dans des gènes codant pour des microARN, qui ont été associées à des troubles tels que la perte auditive congénitale et des maladies oculaires et squelettiques.

Nobel 2023

L’année dernière, le biochimiste hongrois Katalin Kariko et l’immunologiste américain Drew Weissmanpionniers des vaccins à ARN messager, qui ont ouvert la voie à l’immunisation contre le Covid-19, ont reçu le prix Nobel de médecine 2023. Leurs découvertes sur les modifications des bases nucléosidiques ont permis le développement de vaccins à ARNm efficaces contre l’infection qui a mis la planète entière sous contrôle. en 2020.

Six prix Nobel sont décernés chaque année, récompensant différentes contributions dans des domaines précis. Ainsi, des prix sont décernés à différentes personnes ou organisations liées à des domaines tels que la physiologie ou la médecine, la physique, la chimie, les sciences économiques, la littérature et la paix.

Le montant attribué aux gagnants de chaque catégorie a évolué au fil du temps. Alors qu’au début du XXe siècle ce chiffre était d’environ 150 000 couronnes (14 000 euros), ce chiffre est passé ces dernières années à 830 000 euros.