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Les anti-sens font sens

Importance des ARN anti-sens dans la construction des réseaux de co-expression de gènes.

Réseaux de gènes : Sens et anti-sens © M. Legeay
Mis à jour le 21/01/2019
Publié le 21/01/2019

La synthèse des protéines s’effectue en deux étapes : d’abord la transcription qui produit des ARN messagers (transcrits sens) qui contiennent l’information du gène contenu sur le brin codant de la double hélice de l’ADN, puis la traduction qui produit les protéines à partir de l’ARN messager.

Chacune de ces étapes possède des mécanismes de régulation. L’un des mécanismes de régulation de la transcription, relativement peu étudié, est la transcription anti-sens. La transcription anti-sens est la production d’ARN (appelés transcrits anti-sens) à la suite de la lecture du brin opposé à celui qui contient l’information du gène. Ces transcrits, a priori non-codants, peuvent interagir avec les transcrits sens (codants) et réguler ainsi, positivement ou négativement l’expression des gènes concernés. Une première étude réalisée par l’unité de recherche IRHS a mis en évidence chez le pommier une forte production des transcrits anti-sens en comparaison de la plante modèle Arabidopsis thaliana.

Une nouvelle étude ciblant la maturation de pommes conservées en chambre froide a de nouveau souligné l’impact de la transcription anti-sens grâce à une analyse fonctionnelle différentielle entre l’utilisation des données d’expression des transcrits sens uniquement d’un côté, et des transcrits sens et anti-sens de l’autre. Cette analyse montre en effet que les transcrits anti-sens sont principalement impliqués dans des fonctions liées à la paroi cellulaire, à la réponse au froid et à la réponse osmotique.

Par ailleurs, les modifications des interactions prédites dans la construction de réseaux de gènes co-exprimés lorsque les transcrits anti-sens sont pris en compte permet d’identifier les transcrits sens avec lesquels ils interagissent significativement. L’annotation des transcrits cibles a révélé des voies de signalisation et des gènes dont l’importance aurait pu être sous-estimée sans la prise en compte de la transcription anti-sens. L’analyse fait par exemple ressortir la voie des Brassinostéroïdes qui pourrait donc jouer un rôle dans la maturation du fruit et/ou la résistance au froid.

Cette étude exploratoire réalisée sur l’ensemble des gènes du pommier permet de mettre en évidence l’intérêt de prendre en compte les transcrits anti-sens dans les approches transcriptomiques et les méthodes de construction de réseaux de gènes co-exprimés qui en découlent.

Construction et comparaison de réseaux de gènes co-exprimés à partir des données sens (en haut), et des données sens et anti-sens (en bas). © Inra, M. Legeay
Construction et comparaison de réseaux de gènes co-exprimés à partir des données sens (en haut), et des données sens et anti-sens (en bas) © Inra, M. Legeay

Partenaires : cette étude a été réalisée dans le cadre d’une collaboration entre les unités de recherche IRHS et  LERIA à Angers.

Publication associée : Legeay, M., Aubourg, S., Renou, J. P., & Duval, B. (2018). Large scale study of anti-sense regulation by differential network analysis. BMC Systems Biology, 12(Suppl 5), 95.
http://doi.org/10.1186/s12918-018-0613-7

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Biologie et amélioration des plantes
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Pays de la Loire