Une nouvelle technique aide à identifier les gènes liés au vieillissement

Des chercheurs de la North Carolina State University ont développé une nouvelle méthode pour déterminer quels gènes sont pertinents pour le processus de vieillissement. Le travail a été effectué sur une espèce animale largement utilisée comme modèle pour la recherche génétique et biologique, mais la découverte a des applications plus larges pour la recherche sur la génétique du vieillissement.

“Il y a beaucoup de gènes là-bas que nous ne savons toujours pas ce qu’ils font, en particulier en ce qui concerne le vieillissement », explique Adriana San Miguel, auteur correspondant d’un article sur le travail et professeur adjoint de génie chimique et biomoléculaire à NC State.

“C’est parce que ce domaine est confronté à un défi technique très particulier : au moment où vous savez si un organisme va vivre longtemps, il est vieux et ne peut plus se reproduire. Mais les techniques que nous utilisons pour étudier les gènes nous obligent à travailler avec des animaux capables de se reproduire, afin d’étudier le rôle de gènes spécifiques dans les générations suivantes.

“Pour accélérer la recherche dans ce domaine, nous voulions trouver un moyen d’identifier les gènes qui pourraient être pertinents pour le vieillissement alors que les organismes sont encore assez jeunes pour travailler avec.”

Pour ce travail, les chercheurs se sont concentrés sur une espèce de ascaris appelée C. elegans, qui est l’une des espèces modèles les plus importantes pour la recherche sur la génétique et le vieillissement. Plus précisément, les chercheurs se sont concentrés sur protéine l’agrégation dans les cellules, qui est bien établie comme étant liée au vieillissement.

Voici comment fonctionne la nouvelle méthode d’identification des gènes qui peuvent être pertinents pour le vieillissement.

Premièrement, les chercheurs exposent des milliers de C. elegans à un produit chimique qui induit des mutations génétiques aléatoires. Les chercheurs utilisent ensuite un système autonome à haut débit qui leur permet d’identifier les vers ronds qui ont des niveaux élevés d’agrégation de protéines dans leurs cellules sans les blesser, mais pendant qu’ils sont encore assez jeunes pour se reproduire. Les ascaris qui ont des niveaux plus élevés d’agrégation de protéines, qui devraient vivre moins longtemps, sont ensuite séparés des autres à l’aide d’un système microfluidique automatisé et observés pour voir combien de temps ils vivent.

Une fois que les vers ronds meurent, les chercheurs ont établi des données sur l’agrégation des protéines et la durée de vie de chacun des vers ronds. Les vers ronds avec l’agrégation de protéines la plus élevée et les durées de vie les plus courtes peuvent être étudiés en priorité, car il y a une probabilité accrue que leurs mutations affectent leur vieillissement. Les chercheurs peuvent alors séquencer l’ADN de ces vers ronds.

“Une fois que nous avons les données génomiques, nous pouvons identifier les mutations de C. elegans”, explique San Miguel. “Et les données sur l’agrégation des protéines et la durée de vie nous permettent d’évaluer quelles mutations peuvent être les plus pertinentes pour le vieillissement. Cela nous permet de concentrer les recherches futures sur ces gènes.”

Dans les tests de preuve de concept, les chercheurs ont choisi de faire le séquençage du génome sur le ver rond individuel dans leur échantillon qui avait le plus haut niveau de protéines agrégation. Ils ont découvert qu’il avait une mutation sur un gène qui n’avait pas été identifié auparavant comme ayant un lien avec le vieillissement.

“La prochaine étape consiste à faire des recherches supplémentaires axées sur ce gène”, explique San Miguel. « Est-ce que cela joue un rôle dans processus de vieillissement? Et si oui, quel est ce rôle ?

“Plus important encore, nous pensons que la technique que nous avons démontrée dans cet article peut être utilisée par d’autres membres de la communauté des chercheurs pour aider à identifier les gènes d’intérêt et, espérons-le, accélérer la recherche sur la génétique du vieillissement. Nous sommes très ouverts à collaborer avec d’autres chercheurs qui sont intéressés à poursuivre cette ligne de travail.”

L’article, “Identification de C. elegans Lifespan Mutants by Screening for Early-Onset Protein Aggregation”, est publié dans iScience.