Xavier Boyer Au début des années 1960, Marshall Nirenberg, ancien élève de l’Université du Michigan, et quelques autres scientifiques ont déchiffré le code génétique de la vie, déterminant les règles selon lesquelles les informations contenues dans les molécules d’ADN sont traduites en protéines, les get-togethers actives des cellules vivantes.
Ils ont identifié des unités à trois lettres dans des séquences d’ADN. qui spécifient chacun des 20 acides aminés qui composent les protéines, travail pour lequel Nirenberg a ensuite partagé un prix Nobel avec deux autres.
Parfois., se produisent.
Entre un quart et un tiers des mutations ponctuelles dans les séquences d’ADN codant pour les protéines sont synonymes. Depuis que le code génétique a été fissuré, ces mutations ont généralement été considérées comme neutres, ou presque.
Mais dans une étude dont la publication en ligne est prévue le 8 juin dans la revue Character et qui impliquait la manipulation génétique de cellules de levure en laboratoire, des biologistes de l’Université du Michigan montrent que la plupart des mutations synonymes sont fortement nocives.
Selon les auteurs de l’étude, la forte non-neutralité de la plupart des mutations synonymes – si elle s’avérait vraie pour d’autres gènes et dans d’autres organismes – aurait des implications majeures pour l’étude des mécanismes de la maladie humaine, la biologie de la populace et de la conservation et la biologie évolutive.
“Depuis que le code génétique a été résolu dans les années 1960, les mutations synonymes ont été généralement considérées comme bénignes. Nous montrons maintenant que cette croyance est fausse”, a déclaré l’auteur principal de l’étude, Jianzhi “George” Zhang, professeur au collège Marshall W. Nirenberg. Département d’écologie et de biologie évolutive de l’UM.
“Parce que de nombreuses conclusions biologiques reposent sur la présomption que les mutations synonymes sont neutres, son invalidation a de larges implications. Par exemple, les mutations synonymes sont généralement ignorées dans l’étude des mutations pathogènes, mais elles pourraient être un mécanisme courant et sous-estimé.”
Au cours de la dernière décennie, des preuves anecdotiques ont suggéré que certaines mutations synonymes ne sont pas neutres. Zhang et ses collègues ont voulu savoir si de tels cas sont l’exception ou la règle.
précise et pratique.
Ils ont utilisé l’édition du génome CRISPR/Cas9 pour construire additionally de 8 000 souches de levure mutantes, chacune portant une mutation synonyme, non synonyme ou non-sens dans l’un des 21 gènes ciblés par les chercheurs.
Ensuite. La forme physique darwinienne, en termes simples, fait référence au nombre de descendants d’un individu. Dans ce cas, la mesure des taux de copy des souches de levure a montré si les mutations étaient bénéfiques, nocives ou neutres.
À leur grande surprise, les chercheurs ont découvert que 75,9 % des mutations synonymes étaient significativement délétères, tandis que 1,3 % étaient significativement bénéfiques.
“Les anecdotes précédentes de mutations synonymes non neutres se sont avérées être la pointe de l’iceberg”, a déclaré l’auteur principal de l’étude Xukang Shen, assistant de recherche étudiant diplômé dans le laboratoire de Zhang.
“Nous avons également étudié les mécanismes par lesquels les mutations synonymes affectent la forme physique et avons constaté qu’au moins une raison est que les mutations synonymes et non synonymes modifient le niveau d’expression génique, et l’étendue de cet effet d’expression prédit l’effet de forme physique.”
Zhang a déclaré que les chercheurs savaient à l’avance. que certaines mutations synonymes se révéleraient probablement non neutres.
“Mais nous avons été choqués par le grand nombre de ces mutations”, a-t-il déclaré.”
L’équipe dirigée par l’UM a déclaré que bien qu’il n’y ait aucune raison particulière pour laquelle leurs résultats seraient limités à la levure, des confirmations dans divers organismes sont nécessaires pour vérifier la généralité de leurs découvertes.
Les autres auteurs de l’étude de Nature sont Siliang Track du Département d’écologie et de biologie évolutive de l’UM et Chuan Li de l’Université de Stanford. Le travail a été soutenu par une subvention des National Institutes of Wellbeing des États-Unis à Zhang.
