11.9: siARN - petit ARN interférent
Les petits ARN interférents, ou siARN, sont de courtes molécules d'ARN régulatrices qui peuvent réduire au silence les gènes après la transcription, ainsi que le niveau transcriptionnel dans certains cas. Les siARN sont importants pour protéger les cellules contre les infections virales et faire taire les éléments génétiques transposables.
Dans le cytoplasme, le siARN est traité à partir d'un ARN double brin, qui provient soit de la transcription d'ADN endogène, soit de sources exogènes comme un virus. Cet ARN double brin est ensuite clivé par la riboendonucléase dépendante de l'ATP, Dicer, en fragments longs de 21 à 23 nucléotides avec deux surplombs nucléotidiques aux deux extrémités. Ce siARN est ensuite chargé sur une autre protéine, Argonaute. Argonaute a quatre domaines différents – N-terminal, PAZ, Mid et PIWI. Son domaine PIWI a une activité RNase qui permet à Argonaute de cliver l'ARNm cible. Le complexe Argonaute-siARN se lie ensuite à une hélicase et à d'autres protéines pour former le complexe de silençage induit par l'ARN (RISC). Dans RISC, le brin sens est séparé du brin antisens, ou brin guide, que l'on pense être catalysé par l'hélicase. Le brin sens est dégradé dans le cytoplasme et le brin guide dirige RISC vers un ARNm cible complémentaire.
Le sort de l'ARNm cible est déterminé par le fait que l'ARNm guide présente un appariement de bases optimal ou sous-optimal avec l'ARNm cible. Si le brin guide présente un appariement de bases optimal avec l'ARNm cible, alors l'ARNm cible est clivé par Argonaute. Le complexe RISC est ensuite réutilisé pour cibler un autre ARNm. En revanche, si le brin guide présente un appariement de bases sous-optimal avec le brin d'ARNm cible, Argonaute ne clivera pas l'ARNm. Au lieu de cela, cela conduira à un arrêt de la traduction puisque le complexe RISC obstruera la liaison et la translocation du ribosome. Ces ARNm sont ensuite dirigés vers les corps de transformation (corps P) où ils sont progressivement dégradés. Dans le noyau, le siARN peut réduire au silence les éléments transposables de l'ADN et empêcher ainsi leurs insertions aléatoires indésirables et dangereuses dans le génome.
Applications de siARN
Comme le siARN fait taire des gènes spécifiques, il a des applications importantes à la fois dans la recherche en biologie moléculaire et dans les applications thérapeutiques. Dans la recherche, ils peuvent être utilisés pour étudier des fonctions génétiques spécifiques in vivo et in vitro en faisant taire ce gène. Ils peuvent également être utilisés pour réduire au silence les gènes des virus mortels et peuvent être utilisés comme agent antiviral efficace. Les siARN sont explorés comme traitement potentiel de plusieurs maladies, notamment des troubles neurologiques tels que la maladie d'Alzheimer et les cancers, en ciblant les gènes responsables de la maladie. Les siARN peuvent être utilisés dans la thérapie génique personnalisée car ils sont hautement spécifiques et peuvent être facilement conçus pour différents gènes cibles. De plus, les siARN thérapeutiques sont programmés pour cibler l'ARNm plutôt que l'ADN, ce qui réduit considérablement le risque de modification permanente de l'ADN.
