Trois membres de la communauté étudiante des cycles supérieurs – Noreen Ahmed, Nadine Ahmed et Didier Bilodeau –, sous la direction du professeur John Pezacki, directeur du Département de chimie et sciences biomoléculaires, ont réussi à créer une enzyme révolutionnaire qui peut couper de petits ARN non codants. On n’a jamais trouvé dans la nature une enzyme pouvant faire une telle chose.
Outre ses applications dans la recherche sur ces importantes espèces d’ARN, cette nouvelle enzyme pourrait servir à cibler les ARN non codants associés à certaines maladies.
« Cette étude visait à créer une enzyme capable de décomposer de petits ARN non codants, pour nous amener à mieux comprendre leurs fonctions et ouvrir la voie à d’éventuelles applications en médecine », explique le professeur Pezacki.
« Toutes les formes de vie sur Terre utilisent les 20 mêmes acides aminés pour former des protéines. Grâce à l’expansion du code génétique, nous pouvons en introduire un 21e »
John Pezacki
— Professeur titulaire & Directeur du département de chimie et sciences biomoléculaires
Commencés il y a trois ans, ces travaux ont été menés au Centre pour la biologie chimique et synthétique, où l’équipe de recherche a pu bénéficier d’outils et de technologies de pointe.
« Toutes les formes de vie sur Terre utilisent les 20 mêmes acides aminés pour former des protéines, ajoute le professeur Pezacki. Grâce à l’expansion du code génétique, nous pouvons en introduire un 21e et concevoir de nouvelles fonctions relativement facilement. Nous pouvons nous baser sur les propriétés connues des protéines existantes et leur conférer de nouvelles fonctions, comme, dans le cas qui nous occupe, la catalyse. »
L’enzyme modifiée a décomposé le microARN-122 avec une efficacité surprenante, bloquant sa fonction – propre à l’hôte – de réplication du virus de l’hépatite C. Cette découverte révolutionnaire est une excellente nouvelle pour le traitement des virus, car elle nous donne une piste pour cibler les hôtes responsables de leur réplication.
Par ailleurs, la nouvelle enzyme est un excellent outil pour l’étude des petits ARN non codants : elle permet aux chercheuses et chercheurs de mieux connaître leurs fonctions et leur éventuel rôle dans diverses maladies humaines.
Le fait de pouvoir créer une enzyme dotée d’une activité catalytique permettant la décomposition de petits ARN non codants marque un véritable jalon dans le domaine de la biotechnologie. En introduisant ce 21e acide aminé et en exploitant les qualités inhérentes des protéines existantes, l’équipe de recherche du groupe Pezacki de l’Université d’Ottawa a élargi le spectre de fonctions enzymatiques au-delà des 20 acides aminés canoniques. Non seulement cette avancée constitue un outil précieux pour l’étude des ARN non codants, mais elle ouvre également la voie à la création de nouveaux biocatalyseurs capables de cibler des espèces d’ARN associées à certaines maladies.
L’étude « An unnatural enzyme with endonuclease activity towards small non-coding RNAs » a été publiée le 24 juin 2023 dans Nature communications.