Qu'est-ce que l'ARN antisens?
L'ARN, ou acide ribonucléique, est une molécule qui fait partie intégrante de toutes les formes de vie. Les organismes dotés de génomes d'ADN copient leurs gènes dans un format d'ARN. L'organisme lit ces copies précises, qui ont un sens, et forment les bonnes protéines. L'ARN antisens est une séquence qui est l'opposé de l'ARN "sens" et, en s'en tenant à l'ARN "sens", il peut bloquer la formation correcte de protéines. Bien que peu répandu dans la nature, l'ARN antisens a des applications dans des domaines scientifiques tels que la médecine et les organismes génétiquement modifiés.
Le processus régulier de production de protéines commence par la copie de l'ADN d'un gène particulier dans l'ARN messager (ARNm). Tous les ARNm sont simple brin. Les ribosomes et les ARN de transfert (ARNt) lisent ensuite l'ARNm et construisent la protéine pour laquelle le gène code.
La séquence de l'ARNm est essentielle pour la production de la bonne protéine. De plus, l'ARNt et les ribosomes ne lisent que des brins simples, pas des doubles brins. L'ARN antisens est lui-même un simple brin mais possède une séquence de bases complémentaire de la séquence de bases d'un ARNm spécifique.
L'uracile (U), l'adénine (A), la cytosine (C) et la guanine (G) constituent les différentes bases de l'ARN. L'uracile se lie à l'adénine et la cytosine à la guanine. Par exemple, une partie d'un ARNm qui code CAU a une séquence antisens complémentaire de GUA. La séquence antisens se lie à l'ARNm pour former un complexe double brin.
Les ingénieurs en génétique ont trouvé ce concept utile pour créer des organismes modifiés. Un exemple est celui de la tomate connue sous le nom de Flavr-Savr. Les tomates produisent une enzyme appelée polygalacturonase (PG) qui ramollit le fruit pendant la maturation. PG est codé par le génome de la tomate. Les producteurs de tomates ordinaires doivent les cueillir avant qu’ils ne soient complètement mûrs afin que le PG ne ramollisse pas les fruits avant qu’ils parviennent au rayon des supermarchés.
Les ingénieurs de la génétique ont placé un gène supplémentaire dans les tomates Flavr-Savr, ce qui produit une version antisens de l'ARNm de PG. Ce brin antisens adhère à la majorité de l'ARNm de PG produit par la tomate et bloque ainsi la production de l'enzyme PG. Cela empêche les tomates de ramollir pendant la maturation, ce qui permet aux agriculteurs de cultiver des tomates au goût et à l’apparence mûres mais qui ne sont pas molles.
L'ARN antisens peut également avoir des applications en médecine. Certaines maladies, telles que la maladie de Huntington, sont causées par des gènes produisant des protéines défectueuses ou indésirables. Les gens ne peuvent pas être élevés pour avoir un génome altéré comme les tomates, mais les scientifiques peuvent d'une manière ou d'une autre fournir un ARN antisens, ou un gène à coder pour l'ARN antisens, dans les cellules qui produisent une protéine indésirable.
L'utilisation d'un virus comme vecteur du gène antisens ou l'injection directe de l'ARN dans la région sont des méthodes de délivrance possibles. Cependant, l’un des problèmes scientifiques est que l’optimisation des méthodes de livraison est complexe. Un autre inconvénient est que l'ARN peut ne pas être suffisamment spécifique pour ne cibler que l'ARN non désiré, une situation qui pourrait être dangereuse pour le patient. Les exemples d'ARN antisens dans la nature sont rares. Il en est ainsi chez l’homme et chez la souris, où le gène du récepteur du facteur de croissance 2 analogue à l’insuline, hérité du côté maternel, est bloqué par l’ARN antisens produit à partir de la version paternelle du gène.