Une protéine du riz fabrique de l'ARN à partir de zéro, bouleversant une règle des manuels
Pendant des décennies, la biologie moléculaire a enseigné que l’ARN est un copiste. Pour fabriquer un brin d’acide ribonucléique, une cellule a besoin d’une matrice, généralement de l’ADN, et d’une enzyme appelée polymérase qui la lit et en écrit la séquence correspondante. Un nouvel article d’un laboratoire de l’université de Westlake, à Hangzhou, en Chine, soutient que cette règle n’est peut-être pas universelle, du moins pas pour une protéine végétale.
Les travaux proviennent du laboratoire de Shi Yigong, biologiste structural et président de l’université de Westlake, et ont été publiés dans la revue Vita. Selon un compte rendu de Science and Technology Daily, l’équipe a découvert qu’une protéine du riz appelée OsNTP4 peut fabriquer de l’ARN à partir de zéro dans un tube à essai. La protéine n’a eu besoin ni de matrice ni d’un brin d’ARN préexistant pour démarrer.
C’est une affirmation frappante. La synthèse d’ARN sans matrice n’est pas inconnue en biologie, mais elle est rare et relève généralement d’enzymes spécialisées dans des contextes inhabituels. La trouver chez une plante cultivée courante, et dans une protéine étudiée pour d’autres raisons, suggère que la réaction pourrait être plus répandue que ne l’admettent les manuels. L’équipe rapporte que deux autres protéines, OsNTP10 du riz et AtURT1 de l’arabette, ont montré une activité similaire, ce qui laisse penser que cette capacité est partagée entre espèces végétales plutôt que limitée à une seule.
L’annonce a été brève et technique, et les chercheurs extérieurs n’ont pas encore eu le temps de se prononcer publiquement. La réplication indépendante sera déterminante, car la découverte touche à une hypothèse centrale sur la circulation de l’information génétique. Si les cellules végétales peuvent générer de l’ARN sans matrice, les implications vont de la réponse des cultures au stress à la façon dont les scientifiques conçoivent l’origine de la vie, lorsque les premières molécules d’ARN ont pu s’assembler sans plan d’ADN à copier.
Shi est l’un des spécialistes des sciences de la vie les plus connus de Chine, réputé pour ses travaux structuraux sur les protéines et pour son rôle dans la transformation de Westlake en université de recherche. Le virage de son laboratoire vers le métabolisme de l’ARN végétal est notable en soi, signe que les grands groupes de biologie structurale du pays s’attaquent à de nouvelles questions.
Le versant pratique reste spéculatif. L’ARN est au cœur de la manière dont les cellules transmettent les instructions génétiques, régulent les gènes et fabriquent les protéines. Une protéine végétale capable d’amorcer seule des chaînes d’ARN pourrait, en principe, offrir à une cellule un moyen de réagir rapidement au changement sans attendre l’ADN. Mais transformer cette idée en application agricole ou médicale prendra des années, et la contribution immédiate de l’article est une énigme que d’autres laboratoires devront tester.
Pour l’instant, l’histoire rappelle que le dogme central, l’idée que l’information circule de l’ADN à l’ARN puis aux protéines, décrit la route principale mais pas tous les chemins. Une protéine du riz qui écrit de l’ARN sans matrice est le genre de résultat qui renvoie les doctorants à leur paillasse et les auteurs de manuels à leurs brouillons.