Les toutes premières étapes du déroulement de l’ADN observées pour la première fois

Ce processus essentiel à la vie permet à l’ADN de se diviser et de se multiplier. Les scientifiques ont donc visualisé l’instant précis où les hélicases, des protéines, viennent briser les chaînes de l’ADN, action à l’origine de sa réplication.

L’étude structurale publiée dans Nature en mars 2025 explore les mécanismes dynamiques par lesquels les hélicases hexamériques déroulent l’ADN lors de la réplication, un processus fondamental pour la vie3. En combinant des techniques de cryo-microscopie électronique (cryo-EM) et des analyses conformationnelles, les chercheurs ont décrypté le rôle clé d’un " commutateur entropique " dépendant de l’hydrolyse de l’ATP dans la séparation des brins d’ADN.

Mécanisme d’un " commutateur entropique "

L’hélicase LTag du virus SV40, modèle étudié ici, agit comme une machine moléculaire à six sous-unités. Son mouvement le long du brin d’ADN " guide " (orienté 3′→5′) s’accompagne de changements structuraux cycliques :

- Les boucles de liaison à l’ADN se réorganisent en escalier, coordonnant l’hydrolyse de l’ATP et la translocation de l’ADN.

- Un réseau d’interactions (résidus H513, K512, R456) stabilise le brin guide tout en forçant la séparation du brin complémentaire via un " coin " structural formé par les sous-unités D et E3.

Implications pour la réplication

Les structures obtenues à haute résolution révèlent :

- Une flexibilité conformationnelle intrinsèque permettant un déroulement continu de l’ADN, malgré les limites techniques des études précédentes.

- Une conservation probable du mécanisme chez les hélicases eucaryotes (comme le complexe CMG), suggérant un paradigme universel pour la réplication3.

Innovations méthodologiques

L’utilisation de l’analyse de variabilité tridimensionnelle (3DVA) a permis de visualiser des états transitionnels précédemment inaccessibles, éclairant la dynamique réelle du déroulement plutôt que des instantanés statiques3.

Cette avancée ouvre des perspectives pour comprendre les dysfonctionnements liés à la réplication dans les maladies génétiques et les infections virales, tout en offrant un cadre pour le développement de thérapies ciblant ces mécanismes