Logo INRS
English
Version imprimable
Logo Planète INRS

Jonathan Perreault et la régulation microbienne

Les surprenantes propriétés de l'ARN
6 septembre 2011 // par Annabelle Decombe

Jonathan Perreault s’est toujours intéressé aux bactéries. Alors qu’il était étudiant à l’université, un proche lui a même donné des milieux de culture pour en faire pousser ! Aujourd’hui professeur au Centre INRS–Institut Armand-Frappier, Jonathan Perreault se penche sur de petits ARN dont les propriétés régulatrices pourraient bien servir de cibles pour des antibiotiques ou conduire un jour à utiliser les bactéries comme dépolluants.

En génétique, la grande vedette, c’est elle : la molécule d’ADN. Plus besoin de présenter celle qui renferme l’information génétique. Dans toutes les cellules des êtres vivants, elle est le support de l’hérédité, transmise de génération en génération, et surtout la grande responsable du bon fonctionnement des organismes. Ce rôle de stockage et de transmission permet de la comparer à une bibliothèque, immense mais si précieuse que chaque livre qu’elle comporte, s’il est abîmé, empêche son utilisation. Pour lire l’information génétique, il existe alors un processus de précaution : copier l’ADN en une version de travail très similaire, l’ARN (acide ribonucléique), qui pourra être lu et traduit en protéines essentielles à la cellule.

C’est du moins la fonction qu’on lui attribue le plus souvent, mais comme l’explique le jeune professeur dont les recherches s’inscrivent dans l’axe biotechnologies environnementales du Centre INRS–Institut Armand-Frappier, « l’ARN est davantage qu’un simple support d’information génétique entre ADN et protéine; c’est aussi un régulateur qui contrôle la quantité de protéine produite, le moment auquel on la produit, et celui auquel on arrête. C’est ce rôle de régulateur qui m’intéresse. » Plus précisément, Jonathan Perreault étudie les ARN non codants des bactéries, de petits ARN ne contenant pas d’information destinée à la synthèse de protéine, mais qui s’hybrident à d’autres types d’ARN ou forment une structure complexe pour réguler le niveau de protéines que ceux-ci traduisent.


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Il était une fois… la vie

Jonathan Perreault est l’héritier — conceptuellement parlant — de plusieurs scientifiques de renom qui marquèrent l’histoire de la recherche. Trois équipes en particulier changèrent à jamais la façon de concevoir l’ARN. Premièrement, les équipes respectives de Sidney Altman et Thomas Cech, qui découvrirent dans les années 80 que l’ARN pouvait avoir une activité catalytique, exactement comme une enzyme. Ils appelèrent ces ARN des ribozymes, et reçurent le prix Nobel de chimie en 1989. Et deuxièmement, l’équipe de Ronald Breaker, de l’Université Yale, qui découvre chez des bactéries un ARN à la structure assez complexe pour jouer le rôle de récepteur et lier une molécule aussi petite qu’une vitamine ou un acide aminé. La fixation de la petite molécule sur le récepteur déclenche ou arrête la traduction de la protéine par l’ARN, comme un interrupteur. Les chercheurs nomment donc riboswitch ces récepteurs-régulateurs, et ouvrent du même coup un nouveau domaine de recherche. « Au cours de mon postdoctorat dans le laboratoire de Ronald Breaker, à Yale, j’ai été fasciné par la dualité de cette molécule, qui peut à la fois transporter de l’information et réguler la synthèse biologique », confie Jonathan Perreault. Cette dualité laisse même penser que l’ARN pourrait être le premier autoréplicateur, et donc le candidat idéal pour être qualifié de “presque vivant″. Cela reste évidemment une hypothèse, mais pour l’instant, c’est encore la meilleure. »

Des motifs structurels fascinants
Dans son laboratoire, Jonathan Perreault cherche à mieux comprendre comment l’ARN non codant des bactéries agit comme régulateur cellulaire. Et sa spécificité… c’est qu’il n’en a pas ! Ou plutôt, sa spécificité est de combiner plusieurs approches pour y parvenir. Chaque motif d’ARN est observé par trois méthodes différentes : bio-informatique, biochimique et in vivo. Dans un premier temps, la bio-informatique dévoile la structure potentielle du motif d’ARN. L’hypothèse structurale est ensuite validée expérimentalement in vitro, par une approche biochimique qui permet de vérifier quelles sont les molécules auxquelles le motif se lie. Enfin, in vivo, dans les bactéries elles-mêmes, le chercheur observe quelle est la fonction précise de cet ARN, en opérant des mutations géniques et en observant leurs effets. En combinant ces trois approches, le chercheur peut donc se faire une idée de la structure du motif d’ARN qui l’intéresse, savoir quelles petites molécules se lieront à lui, et donc comprendre quelle est sa fonction régulatrice au sein de la bactérie. Comprendre la régulation, c’est pouvoir, un jour peut-être, la moduler pour influencer les bactéries selon nos besoins, par exemple en médecine, avec des antibiotiques, ou en écologie, comme dépolluant : « Avec l’incroyable amélioration des techniques de séquençage de génomes et les progrès incessants de la bio-informatique, la quantité des motifs d’ARN fonctionnels découverts ne cesse de croître. Et tous ces motifs dont on ne connaît pas encore la fonction… génèrent toujours plus de questions ! », se réjouit Jonathan Perreault.


Comme une évolution en accéléré
Parallèlement à ses recherches sur l’ARN, le professeur Perreault fait de l’évolution génétique en accéléré, dans ses tubes : il développe une méthode de sélection qui permettra peut-être un jour de générer des ARN artificiels aux propriétés désirées. « On peut justement utiliser la fonction connue d’un ARN pour le sélectionner in vitro, l’isoler, et le ré-amplifier. Puisque ces ARN se lient à des molécules, petites ou grosses, on peut par exemple penser créer des biosenseurs qui détecteraient certains polluants, et agiraient de façon à améliorer les processus de décontamination des sols. Les applications potentielles sont infinies », détaille-t-il. Si des méthodes de sélection existent déjà, Jonathan Perreault espère valider bientôt la sienne, qui devrait être encore plus efficace. Pas de doute, la recherche sur les ARN régulateurs a de beaux jours devant elle. ♦

 

PHOTO // (Haut) Jonathan Perreault (au centre) est accompagné de Pierre-Étienne Cholley et Fredrick Charbonneau, stagiaires, et d'Amell El Korbi, étudiante. (Centre) Le professeur Jonathan Perreault explique quelques notions à Pierre-Étienne Cholley.

 


Vous avez aimé cet article? Partagez-le.

Share

 

Contrat Creative Commons
« Jonathan Perreault et la régulation microbienne : Les surprenantes propriétés de l'ARN » de l'Institut national de la recherche scientifique (INRS) est mis à disposition selon les termes de la licence Creative Commons Paternité - Pas d’Utilisation Commerciale - Pas de Modification 2.5 Canada. Les autorisations au-delà du champ de cette licence peuvent être obtenues en contactant la rédaction en chef. © Institut national de la recherche scientifique, 2011 / Tous droits réservés / Photo (professeur et étudiants) © Christian Fleury / Image © Dreamstime

Articles récents

INRS–Institut Armand-Frappier

Webzine

Comment les virus passent-ils d'une espèce à une autre? ...

Webzine

Une diplômée renforce le système immunitaire des cancéreux grâce à l'immunothérapie adoptive ...

Webzine

Un diplômé travaille aux IRSC à promouvoir la recherche scientifique ...

Webzine

Papier plus écologique et biocarburant fabriqués à partir du bois mort ...

Webzine

Le placenta produit de la mélatonine qui protègerait les femmes enceintes contre la prééclampsie ...

Webzine

Régulariser la réponse du système immunitaire chez les grands brûlés ...