Une étude sur C. elegans révèle que l'équilibre de l'ARNm dans les cellules influence la durée de vie

Pourquoi certaines personnes vivent-elles plus longtemps que d’autres ? Les gènes de notre séquence d’ADN sont importants, car ils aident à éviter les maladies ou à maintenir la santé générale, mais les différences dans la séquence de notre génome expliquent à elles seules moins de 30 % de la variance naturelle de l’espérance de vie humaine.

Explorer la manière dont le vieillissement est influencé au niveau moléculaire pourrait faire la lumière sur la variation de la durée de vie, mais il est impossible de générer des données à la vitesse, à l'échelle et à la qualité nécessaires pour étudier cela chez l'homme. Les chercheurs se tournent plutôt vers les vers (Caenorhabditis elegans). Les humains partagent beaucoup de biologie avec ces petites créatures, dont la durée de vie varie également naturellement.

Des chercheurs du Centre de régulation génomique (CRG) ont observé des milliers de vers génétiquement identiques vivant dans un environnement contrôlé. Même lorsque le régime alimentaire, la température et l’exposition aux prédateurs et aux agents pathogènes sont les mêmes pour tous les vers, de nombreux individus continuent de vivre plus ou moins longtemps que la moyenne.

L’étude a retracé la principale source de cette variation dans les changements dans la teneur en ARNm des cellules germinales (celles impliquées dans la reproduction) et des cellules somatiques (les cellules formant le corps). L'équilibre de l'ARNm entre les deux types de cellules est perturbé, ou « se découple », au fil du temps, ce qui entraîne un vieillissement plus rapide chez certains individus que chez d'autres. Les résultats sont publiés aujourd'hui dans la revue Cellule.

L'étude a également révélé que l'ampleur et la vitesse du processus de découplage sont influencées par un groupe d'au moins 40 gènes différents. Ces gènes jouent de nombreux rôles différents dans l’organisme, allant du métabolisme au système neuroendocrinien. Cependant, l’étude est la première à montrer qu’ils interagissent tous pour permettre à certains individus de vivre plus longtemps que d’autres.

La suppression de certains gènes a prolongé la durée de vie d'un ver, tandis que la suppression d'autres l'a raccourcie. Les résultats suggèrent une possibilité surprenante : les différences naturelles observées dans le vieillissement des vers pourraient refléter le caractère aléatoire de l'activité de nombreux gènes différents, donnant l'impression que les individus ont été exposés à des inactivations de nombreux gènes différents.

“Le fait qu'un ver vive jusqu'au 8ème ou au 20ème jour dépend de différences apparemment aléatoires dans l'activité de ces gènes. Certains vers semblent simplement chanceux, dans le sens où ils ont le bon mélange de gènes activés au bon moment”, explique le Dr. . Matthias Eder, premier auteur de l'article et chercheur au Centre de régulation génomique.

La suppression de trois gènes – aexr-1, nlp-28 et mak-1 – a eu un effet particulièrement dramatique sur la variance de la durée de vie, réduisant la plage d'environ 8 jours à seulement 4. Plutôt que de prolonger la vie de tous les individus de manière uniforme, en supprimant tout l’un de ces gènes a considérablement augmenté l’espérance de vie des vers situés à l’extrémité inférieure du spectre, tandis que l’espérance de vie des vers les plus longs est restée plus ou moins inchangée.

Les chercheurs ont observé les mêmes effets sur la durée de vie, la période de vie passée en bonne santé, plutôt que simplement sur la durée pendant laquelle un individu est physiquement en vie. Les chercheurs ont mesuré cela en étudiant combien de temps les vers maintiennent un mouvement vigoureux. Abattre un seul des gènes était suffisant pour améliorer de manière disproportionnée le vieillissement en bonne santé chez les vers situés à l’extrémité inférieure du spectre de santé.

“Il ne s'agit pas de créer des vers immortels, mais plutôt de faire du vieillissement un processus plus équitable qu'il ne l'est actuellement, un jeu plus juste pour tous. D'une certaine manière, nous avons fait ce que font les médecins, c'est-à-dire prendre des vers qui mourraient plus tôt. que leurs pairs et les rendre en meilleure santé, les aidant ainsi à vivre plus près de leur espérance de vie potentielle maximale. Mais nous y parvenons en ciblant les mécanismes biologiques fondamentaux du vieillissement, et pas seulement en traitant les individus malades. Il s'agit essentiellement de rendre une population plus homogène et de vivre plus longtemps. pour démarrer », déclare le Dr Nick Stroustrup, auteur principal de l'étude et chef de groupe au Center for Genomic Regulator.

L’étude n’explique pas pourquoi la destruction des gènes ne semble pas affecter négativement la santé du ver.

“Plusieurs gènes pourraient interagir pour fournir une redondance intégrée après un certain âge. Il se pourrait également que les gènes ne soient pas nécessaires aux individus vivant dans des conditions bénignes et sûres, où les vers sont conservés en laboratoire. Dans l'environnement hostile du sauvages, ces gènes pourraient être plus critiques pour la survie. Ce ne sont là que quelques-unes des théories qui fonctionnent, explique le Dr Eder.

Les chercheurs ont fait leurs découvertes en développant une méthode qui mesure les molécules d'ARN dans différentes cellules et tissus, en la combinant avec la “Lifespan Machine”, un appareil qui suit simultanément la vie entière de milliers de nématodes. Les vers vivent dans une boîte de Pétri logée à l’intérieur de la machine sous l’œil vigilant d’un scanner.

L'appareil image les nématodes une fois par heure, collectant de nombreuses données sur leur comportement. Les chercheurs envisagent de construire une machine similaire pour étudier les causes moléculaires du vieillissement chez la souris, dont la biologie ressemble davantage à celle des humains.