Interférence ARN et Silencing Génique

Comment l'ARN double brin déclenche le silencing génique spécifique à la séquence — une voie de défense et de régulation qui est également un puissant outil de laboratoire.

Definition

L'interférence ARN est une voie de silencing génique conservée dans laquelle l'ARN double brin est traité en courts ARN guides qui dirigent un complexe protéique vers des ARN messagers complémentaires, conduisant à leur clivage ou à la répression de leur traduction.

Scope

Ce sujet couvre l'interférence ARN et le silencing par petits ARN apparentés : le déclenchement du silencing par l'ARN double brin, son traitement en petits ARN interférents, l'action du complexe effecteur de silencing, et les rôles biologiques de cette voie dans la défense contre les virus et les transposons ainsi que dans la régulation génique. Il aborde également l'utilisation de l'ARNi comme stratégie expérimentale et thérapeutique. Les microARN endogènes sont traités plus en détail sous la rubrique ARN non codant.

Core questions

• Comment l'ARN double brin provoque-t-il un silencing génique spécifique ?
• Comment l'ARN déclencheur est-il traité en petits ARN interférents ?
• Que fait le complexe de silencing à un ARNm cible ?
• Quels sont les rôles naturels de l'interférence ARN, et comment est-elle utilisée en laboratoire ?

Key theories

L'ARN double brin comme déclencheur du silencing

Fire et Mello ont montré que l'ARN double brin, bien plus puissamment que l'un ou l'autre brin seul, silence le gène correspondant de manière spécifique à la séquence, révélant l'interférence ARN comme une voie de régulation définie.

Silencing effecteur dirigé par un guide

L'ARN double brin long est découpé en courts duplex dont le brin guide programme un complexe effecteur pour reconnaître les messages complémentaires, associant la spécificité de séquence au clivage ou à la répression de l'ARNm.

Mechanisms

Une endonucléase traite l'ARN double brin long en duplex d'ARN interférents courts, dont un brin est chargé comme guide dans le complexe de silencing induit par l'ARN contenant une protéine Argonaute. L'ARN guide s'apparie avec des ARN messagers complémentaires, dirigeant leur clivage lorsque l'appariement est étendu ou réprimant leur traduction lorsque l'appariement est partiel. Cette voie chevauche mécanistiquement le silencing par microARN endogènes et peut, chez certains organismes, diriger le silencing au niveau de la chromatine, assurant une défense contre les virus et les éléments mobiles ainsi qu'une régulation génique.

Clinical relevance

L'interférence ARN est un outil standard pour l'inhibition de l'expression génique en recherche et constitue la base de thérapies par petits ARN approuvées ; fourni à titre indicatif de son importance, et non comme conseil clinique.

History

La démonstration en 1998 par Fire et Mello que l'ARN double brin déclenche un silencing puissant et spécifique chez C. elegans a défini l'interférence ARN et leur a valu le prix Nobel de physiologie ou médecine en 2006, après quoi les composants et les applications de cette voie ont été rapidement développés.

Key figures

• Andrew Fire
• Craig Mello

Seminal works

• fire1998
• alberts2014

Frequently asked questions

Qu'est-ce qui déclenche l'interférence ARN ?

L'ARN double brin correspondant à un gène ; il est traité en courts guides qui dirigent le silencing de l'ARN messager de ce gène.

Pourquoi l'interférence ARN est-elle utile en laboratoire ?

L'introduction d'un ARN double brin ou d'un petit ARN interférent correspondant permet aux chercheurs de réduire spécifiquement l'expression d'un gène choisi pour en étudier la fonction.