Actualités | UMass Amherst développe une imagerie par fluorescence à trois couleurs pour visualiser l'ARN en temps réel dans des cellules vivantes

Actualités | UMass Amherst développe une imagerie par fluorescence à trois couleurs pour visualiser l'ARN en temps réel dans des cellules vivantes

Des chimistes de l'Université du Massachusetts à Amherst (UMass Amherst) ont développé une nouvelle méthode d'imagerie par fluorescence à trois couleurs qui suit simultanément plusieurs ARN messagers (ARNm) dans des cellules de mammifères vivantes, en temps réel. La technique marque différents types d'ARN avec différentes couleurs fluorescentes, ce qui permet aux chercheurs d'observer leur comportement dynamique à l'intérieur des cellules. Elle fournit un outil essentiel pour comprendre l'ARN, molécule fondamentale de la vie. Les résultats ont récemment été publiés dans Nature Methods.

L'ARN joue un rôle essentiel dans le vivant, mais encore incomplètement compris. Il transporte non seulement l'information entre l'ADN et les protéines et dirige les cellules dans la production de protéines, mais régule aussi l'activation ou la désactivation des gènes et contribue à l'organisation et à la forme des structures cellulaires. Un fonctionnement anormal de l'ARN est étroitement associé à de nombreuses maladies, ce qui fait de l'étude de l'ARN sans perturber son état naturel un défi majeur des sciences de la vie.

« Nous sommes curieux des nombreuses fonctions de l'ARN », a déclaré l'auteur correspondant Jiahui « Chris » Wu, professeur adjoint de chimie à UMass Amherst. « La vraie question est de savoir comment les étudier. L'approche idéale consiste à les observer directement dans des cellules vivantes, mais les molécules d'ARN sont tout simplement trop petites. »

En microscopie à fluorescence, les scientifiques ajoutent généralement des marqueurs fluorescents à l'ARN cible afin qu'il se distingue du contexte cellulaire complexe. Une technique largement utilisée est la « méthode de l'épingle à cheveux d'ARN », qui associe une protéine fluorescente à un ARN spécifique pour l'imagerie. Toutefois, le signal fluorescent est souvent actif en continu, créant un bruit de fond qui réduit la précision de l'imagerie.

L'équipe d'UMass Amherst a apporté une amélioration essentielle à cette technique. Daisy Pham, première auteure et étudiante diplômée en chimie, a expliqué que l'équipe avait conçu de nouvelles protéines fluorescentes qui ne s'illuminent qu'après leur liaison à une structure spécifique d'une molécule d'ARN, réduisant considérablement les interférences de fond. Plus important encore, les chercheurs ont conçu trois protéines fluorescentes mutuellement orthogonales émettant une lumière verte, rouge et rouge lointain, ce qui permet de marquer et de distinguer simultanément des ARN ayant des fonctions différentes.

« Nous pouvons désormais observer comment différents types d'ARN fonctionnent simultanément dans des cellules vivantes », a déclaré Pham. « Cela nous rapproche de la compréhension précise de la manière dont chacun remplit sa fonction. »

L'équipe a souligné que cette méthode d'imagerie a été mise à la disposition de la communauté scientifique et pourrait devenir un nouvel outil important pour étudier la fonction de l'ARN. Elle permet aux scientifiques d'obtenir des informations plus précises et dynamiques au sein des cellules sans perturber sensiblement l'ARN lui-même. Cette avancée élargit les capacités d'imagerie de l'ARN et fournit une base méthodologique pour comprendre les mécanismes du vivant et les maladies liées à l'ARN.

L'étude a été financée par les National Institutes of Health (NIH) des États-Unis et l'Institute for Applied Life Sciences (IALS) d'UMass Amherst. L'IALS réunit l'expertise interdisciplinaire de 29 départements universitaires afin de transformer la recherche fondamentale en applications innovantes améliorant la santé et le bien-être humains.

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