BPS2026 – Activation transcriptionnelle et cinétique régulatoire de l'ARN dans des cellules vivantes étudiées par la spectroscopie de corrélation de fluorescence par suivi orbital 3D

Comprendre la régulation des gènes et la cinétique transcriptionnelle au niveau moléculaire est crucial pour comprendre la fonction cellulaire. Des riboswitchs synthétiques ont été développés en utilisant des plateformes d'expression de ribozymes auto-clivants, où la liaison du ligand provoque un changement entre une conformation catalytiquement active et inactive, ou vice versa. Ici, nous avons utilisé la spectroscopie de corrélation de fluorescence par suivi orbital tridimensionnel (3DOT-FCCS) pour surveiller l'activité transcriptionnelle en suivant l'ARN pré-mRNA marqué par fluorescence dans des cellules vivantes. En utilisant des systèmes régulateurs d'ARN synthétiques, nous avons sondé la dynamique de l'arrêt de la transcription et le clivage de l'ARN dépendant du ligand médié par un aptamère ribozeyme-réactif à la théophylline. En marquant un gène rapporteur HBB exogène dans des cellules HEK293 T-Rex, nous avons observé que la présence d'un ribozyme actif réduisait le temps de séjour des transcrits naissants. Cet effet est cohérent avec un clivage prématuré de l'ARN à partir du modèle d'ADN, permettant une estimation quantitative des taux d'allongement de la transcription, d'arrêt et de clivage par le ribozyme à travers trois ribozymes distincts en présence et en absence du ligand de théophylline. Nous avons déterminé qu'un taux d'allongement d'environ 25 pb/s correspond à un temps d'arrêt d'environ 92 s pour le ribozyme de contrôle inactif, tandis qu'un ribozyme de contrôle à clivage rapide présentait des temps de clivage inférieurs à 10 s. Ces résultats fournissent de nouvelles perspectives sur la régulation transcriptionnelle et les mécanismes de contrôle basés sur l'ARN dans les systèmes eucaryotes et établissent un cadre pour l'ingénierie de circuits génétiques synthétiques. Cette recherche est soutenue par le National Institute of General Medical Sciences (subventions 2R15GM123446-02A1 et 3R15GM123446-02A1S1).