L'interférence par l'ARN dans les cellules de mammifère

RNA interference in mammalian cells

Génétique moléculaire et intégration des fonctions cellulaires, CNRS FRE 2937, Institut André Lwoff, Villejuif

Auteur de correspondance : fdautry@vjf.cnrs.fr

Reçu : 5 Septembre 2007

Résumé

L'interférence par l'ARN est le premier exemple d'une régulation par des petits ARN dont le mécanisme ait été analysé en détail. L'observation de départ faite chez C. elegans est que des ARN double brin peuvent induire la dégradation d'ARN messagers qui contiennent les mêmes séquences. Le mécanisme comprend deux étapes principales, la coupure des ARN double brin en petits fragments d'une vingtaine de nucléotides, les ARN interférents, et l'incorporation de ces petits ARN dans un complexe protéique. Dans le cas de l'interférence telle qu'elle a été initialement décrite, une protéine (argonaute 2 chez les mammifères) et un petit ARN sont suffisants pour créer une endonucléase spécifique de séquence. Comme cette nucléase n'est active que sur des substrats qui ont une séquence complémentaire de celle du petit ARN qui sert de guide, on dispose donc d'un outil idéal pour inhiber l'expression de tout gène dont on connaît la séquence. Cependant, plusieurs aspects limitent l'efficacité et la spécificité de cette approche. En particulier il n'est pas possible de séparer cette activité de dégradation des ARN messagers d'autres activités de régulation des petits ARN qui pour certaines ne possèdent pas le même degré de spécificité de séquence. Seule une meilleure compréhension des mécanismes en cause permettra, si c'est possible, d'obtenir l'outil idéal capable d'induire une extinction (silencing) efficace et spécifique.

Abstract

RNA interference was the first regulation by small RNA to be described in detail. It was initially identified in C. elegans as a sequence-specific post-transcriptional silencing induced by double stranded RNA. There are two main steps in the process, the cleavage of long double stranded RNA molecules into small interfering RNA of about twenty nucleotides and the incorporation of these small molecules into a protein complex to which it confers a sequence specific interaction with RNA substrates. The “classical” RNA interference is associated with the cleavage and the subsequent degradation of the targeted RNA which in its simplest form can be carried out by a single protein (Argonaute 2 in mammals) and a small interfering RNA. The cleavage requires a near perfect complementarity between the substrate and the small guide present in the complex; this sequence specificity and the catalytic nature of the process create an almost ideal tool to silence any gene for which the sequence is known. However several considerations limit the efficacy and the specificity of this process. Foremost is our current inability to restrict the activity of small regulatory RNA to this RNA cleavage pathway which leads to the activation of other cellular regulations some of which have a lower level of sequence specificity than RNA interference. A better understanding of these regulatory pathways will be necessary in order to achieve the specific and efficient silencing that experimentalists dream of.