Rôle et fonction de la ribonucléase Dicer
Relation entre les microARN et les maladies humaines

La voie des microARN est un processus régulatoire de l’expression des gènes médié par une famille de petits ARN endogènes de ~21 à 24 nucléotides (nt) appellés microARN. Générés par la ribonucléase Dicer, une enzyme que nous avons découvert et caractérisée sous sa forme recombinante, les microARN sont ensuite incorporés au sein de complexes de nature ribonucléoprotéique (RNP) contenant la protéine Argonaute 2 (Ago2), et guident ces complexes pour la régulation de la traduction d’ARN messagers (ARNm) spécifiques. Cette principale fonction des microARN est médiée par la reconnaissance de sites de liaison spécifiques partiellement complémentaires et habituellement situés dans la région 3’ non-codante des ARNm. L’état de nos connaissances actuelles concernant la biosynthèse et l’action des microARN chez l’humain est illustré ci-bas.

Impliqués dans la régulation de près de 30% à 90% des gènes chez l’humain, ces données suggèrent que l’ensemble des processus biologiques et voies biochimiques seraient sous le contrôle des microARN. Considérant leur importance dans la régulation fine de l’expression génique, il est attendu qu’un dérèglement au niveau de la biosynthèse et/ou de l’action des microARN pourrait jouer un rôle important dans la survenue des maladies humaines de nature génétique, telles que le retard mental, la maladie d’Alzheimer, l’infection par le VIH-1 et les maladies cardiovasculaires.

Nos projets de recherche en cours visent à mieux comprendre le rôle et la fonction de la ribonucléase Dicer et des microARN dans la régulation génique chez l’humain, de même qu’à élucider le lien entre les microARN et certaines maladies génétiques. Ces études permettront de mieux comprendre l'étiologie des maladies humaines reliées aux microARN et d’entrevoir le développement de thérapies novatrices dans le traitement des maladies génétiques de nature infectieuse, inflammatoire et cardiovasculaire.

Libéré dans la circulation sanguine par les mégacaryocytes de la moëlle osseuse, les plaquettes jouent un rôle critique dans le maintien de l'hémostase de même que dans les phénomènes de thrombose et d'occlusion vasculaire qui sous-tendent les syndromes ischémiques coronariens et cérébraux, provoquant une morbidité et une mortalité substantielle. Dépourvues d'un noyau et d'ADN génomique, les plaquettes contiennent des ARN messagers (ARNm) et sont capables de synthétiser des protéines, soulevant des interrogations quant aux mécanismes pouvant réguler ces ARNm.

Nous avons rapporté récemment que les plaquettes humaines contenaient une quantité abondante et très diversifiée de microARN, qui sont des régulateurs-clés de la traduction des ARNm. Des analyses plus poussées ont révélé la présence, dans les plaquettes, de complexes Dicer et Argonaute 2 (Ago2) qui sont fonctionnels dans la formation des microARN et le contrôle d'ARNm spécifiques, respectivement. Visant à étudier le rôle et l'importance des microARN dans ces éléments anucléés du système cardiovasculaire, ce projet offre de nouvelles perspectives sur l'étiologie et la modulation thérapeutique de la fonction plaquettaire dans les maladies humaines.

Ce projet est subventionné par les
Instituts de Recherche en Santé du Canada (IRSC).

Dicer est la RNase III responsable de la conversion des pré-miARN en miARN matures d’environ 21 à 24 nt. Il a été avancé que cette enzyme, composée de domaines multiples, agit par l’entremise de la dimérisation intramoléculaire de ses deux domaines RNase III, tout comme Drosha, assisté par le domaine PIWI/Argonaute/Zwille (PAZ) et le domaine C-terminal pouvant lier l’ARN double brin (dsRBD). Son domaine PAZ central reconnaît de manière spécifique les 2 nt protubérants situés à l’extrémité 3’ du pré-miARN et générés suite au clivage par Drosha. Les domaines PAZ et RNase IIIa agissent ensuite comme une mesure-étalon pour produire des miARN de taille similaires. Malgré son importance dans la biosynthèse des miARN, le contexte cellulaire dans lequel Dicer fonctionne dans la voie des miARN demeure méconnu.

Ce programme de recherche vise à améliorer notre compréhension du rôle, de la fonction et de la régulation biologique de la forme humaine de Dicer par l’élucidation du réseau complet d’interactions protéiques impliquant Dicer. Les résultats anticipés nous procureront un aperçu important des maladies d’ordre génétique possiblement reliées à des altérations de l’expression ou de la fonction de Dicer.

Ce projet est subventionné par le Conseil de Recherches
en Sciences Naturelles et en Génie du Canada (CRSNG).