Des scientifiques de l'Université de Kanazawa observent la dégradation de l'ADN par des enzymes en temps réel

Des chercheurs du Nano Life Science Institute (WPI-NanoLSI) de l'Université de Kanazawa ont visualisé en temps réel comment les enzymes trouvent et dégradent les molécules d'ADN. En utilisant la microscopie à force atomique à haute vitesse (HS-AFM), l'équipe a observé des enzymes individuelles se déplaçant le long de l'ADN et retournant de manière répétée vers des régions vulnérables avant la fragmentation. Ces découvertes expliquent comment la structure de l'ADN influence sa susceptibilité à la dégradation enzymatique.

La recherche s'est concentrée sur des enzymes comme la DNase I, qui aide à éliminer l'ADN libéré par les cellules endommagées ou mourantes, un processus impliqué dans les maladies inflammatoires et auto-immunes en cas de dysfonctionnement. Bien que la chimie de la DNase I soit bien comprise, l'observation de son interaction précise avec l'ADN au niveau moléculaire avait été difficile.

Les observations par HS-AFM ont révélé que la DNase I n'interagissait pas uniformément avec l'ADN. L'enzyme restait fréquemment près des extrémités exposées de l'ADN et des régions courbes, revenant souvent dans ces zones avant de provoquer une rupture. Sur la base de ces schémas, les chercheurs ont développé un cadre conceptuel nommé STORM (Scan – Target – Occupy – Rupture – Mobilize) pour décrire les étapes d'interaction observées.

De plus, l'étude a démontré que l'ADN étroitement compacté résiste à la dégradation. L'ADN condensé par la protamine, en particulier sous forme de structures toroïdales compactes, a montré une résistance significative à la DNase I. Ces structures sont restées intactes pendant de longues périodes, suggérant que l'organisation physique de l'ADN, plutôt que de simples interactions électrostatiques, crée une barrière limitant l'accès des enzymes.