Une nouvelle étude introduit une technique utilisant des pointes artificielles pour améliorer la précision de l’analyse de l’activité des gènes dans les plantes, relevant ainsi le défi des changements globaux de la transcription. Cette méthode fournit des informations plus claires sur la manière dont les plantes réagissent aux stimuli environnementaux, tels que la température, et devrait être largement adoptée dans la recherche en science végétale. Crédit : Issues.fr.com
Des chercheurs ont publié une astuce simple qui améliore la précision de techniques qui nous aident à comprendre comment les variables externes – telles que la température – affectent l’activité des gènes chez les plantes.
« Il y a en réalité deux contributions ici », explique Colleen Doherty, auteur correspondant d'un article sur le travail et professeur agrégé de biochimie moléculaire et structurale à la North Carolina State University. « Premièrement, nous soulevons la visibilité d'un problème que beaucoup d'entre nous, dans la communauté de la recherche sur les plantes, ne connaissaient pas, tout en mettant en évidence la solution. Deuxièmement, nous avons démontré que résoudre ce problème peut faire une différence significative dans notre compréhension de l’activité des gènes chez les plantes.
Le défi de l’analyse ARN-seq
Le problème est une technique appelée ARN-l'analyse seq, qui est utilisée pour mesurer les changements dans l'activité des gènes, c'est-à-dire lorsque les gènes transcrivent activement pour produire des protéines.
« Nous utilisons l'analyse ARN-seq pour évaluer comment les plantes réagissent à divers stimuli ou changements dans leur environnement », explique Doherty. « Il est largement utilisé car c'est un moyen relativement simple et peu coûteux de surveiller les réponses des plantes. »
Par exemple, les chercheurs peuvent utiliser l’analyse ARN-seq pour voir quels gènes sont activés lorsqu’une plante subit des conditions de sécheresse, ce qui permet ensuite de développer de nouvelles variétés végétales résistantes à la sécheresse.
Mais il existe un défi spécifique lié à l’analyse de l’ARN-seq, auquel Doherty et ses collaborateurs se sont heurtés par hasard.
Identifier et résoudre le problème
« Nous avons surveillé la façon dont les plantes réagissent à différentes températures à plusieurs moments de la journée, et les résultats que nous avons obtenus étaient extrêmement divergents », explique Doherty. « Au début, nous pensions que nous faisions peut-être quelque chose de mal. Mais lorsque nous avons commencé à nous pencher sur la question, nous avons appris que les animaux et les levures sont connus pour présenter des changements globaux dans la transcription en fonction de variables telles que l’heure de la journée ou la privation d’azote.
En d’autres termes, les chercheurs veulent voir comment des variables spécifiques – telles que l’augmentation de la température – affectent la transcription de gènes spécifiques. Mais certaines variables, comme l’heure de la journée, peuvent augmenter ou diminuer la transcription. tous les gènes. Cela peut perturber la capacité des chercheurs à tirer des conclusions sur les variables spécifiques qu'ils souhaitent étudier.
« Heureusement, nous avons constaté que ce problème est suffisamment bien établi parmi les chercheurs qui travaillent sur des espèces non végétales. espèces qu'ils ont développé une méthode pour en tenir compte, appelée pointe artificielle », explique Doherty. « Ces techniques et d’autres similaires ont été utilisées en science végétale dans d’autres contextes et lors de l’utilisation de techniques et technologies plus anciennes. Mais pour une raison quelconque, notre domaine n’a pas intégré les pics artificiels dans notre méthodologie lorsque nous avons adopté l’analyse RNA-seq.
Impact et potentiel des pics artificiels
Les pointes artificielles utilisent des morceaux d’ARN étranger qui ne ressemblent à rien du génome de la plante, ce qui signifie que l’ARN étranger ne sera pas confondu avec tout ce que la plante elle-même produit. Les chercheurs introduisent l’ARN étranger dans le processus d’analyse au début de l’expérience. Étant donné que les changements globaux dans la transcription n’affecteront pas l’ARN étranger, ils peuvent être utilisés comme référence fixe permettant aux chercheurs de déterminer dans quelle mesure il y a une augmentation ou une diminution globale de l’ARN produit par la plante elle-même.
« Lorsque nous avons utilisé des pics artificiels pour tenir compte des changements globaux dans la transcription, nous avons constaté que les différences entre les plantes exposées aux changements de température à différents moments de la journée étaient en réalité encore plus importantes que prévu », explique Doherty.
« Le pic artificiel nous a donné des informations plus précises et une meilleure compréhension du comportement des plantes la nuit, puisque nous avons constaté que la transcription globale était plus élevée la nuit. Avant d’adopter l’utilisation de piquets artificiels, nous manquions une grande partie de ce qui se passait la nuit.
« Les pics artificiels constituent une solution élégante à un défi que beaucoup d'entre nous, dans la communauté de la recherche sur les plantes, ignorions même de leur existence », déclare Doherty. « Nous sommes optimistes que cette technique améliorera la précision de l'analyse transcriptionnelle dans la grande variété de conditions pouvant affecter la transcription globale des espèces végétales. Et cela, à son tour, pourrait aider notre communauté de recherche à recueillir de nouvelles informations sur les espèces que nous étudions.
« Nous n'avons pas développé cette solution – les ajouts artificiels – mais nous espérons vraiment qu'elle sera utilisée plus largement en science végétale. »
Le travail a été réalisé avec le soutien de la Defense Advanced Research Projects Agency, sous la subvention D19AP00026 ; la National Science Foundation, sous la subvention 2210293 ; et le projet de développement et de promotion des talents scientifiques et technologiques, en Thaïlande.
