Par Pesach Benson • 3 décembre 2025
Jérusalem, 3 décembre 2025 (TPS-IL) — Certains des microorganismes les plus résistants de la Terre, vivant dans des cratères volcaniques, des sources chaudes et des cheminées sous-marines, ont développé une capacité remarquable à maintenir leur machinerie cellulaire essentielle en fonctionnement même dans une chaleur extrême qui détruirait la plupart des formes de vie. Maintenant, une équipe internationale dirigée par l’Institut Weizmann des Sciences d’Israël a découvert les astuces chimiques utilisées par ces microbes thermophiles dans une étude qui pourrait ouvrir la voie à des vaccins plus stables, de meilleurs traitements contre le cancer et d’autres technologies médicales et industrielles.
L’étude, publiée dans la revue scientifique Cell, s’est concentrée sur le ribosome, une structure cellulaire qui produit des protéines dans tous les organismes.
L’ARN ribosomal subit des modifications chimiques après sa production, mais la portée et la variabilité de ces changements restaient floues. « Jusqu’à récemment, on pensait que l’édition de l’ARN était uniforme dans les ribosomes de différents individus et ne variait pas en fonction de l’environnement », a déclaré le Prof. Shraga Schwartz du Département de génétique moléculaire de l’Institut. « Cependant, des preuves se sont accumulées chez quelques espèces montrant que l’édition peut parfois être dynamique et permettre à la structure du ribosome de s’adapter. »
Les méthodes existantes ne pouvaient détecter qu’une modification à la fois. Une nouvelle approche développée dans le laboratoire de Schwartz, dirigée par le Dr Miguel A. Garcia Campos, permet d’examiner 16 modifications simultanément sur des dizaines d’échantillons d’ARN. Les chercheurs ont cartographié les modifications chez 10 espèces unicellulaires et les ont comparées à quatre précédemment étudiées, en sélectionnant délibérément des organismes provenant d’environnements extrêmes.
Les résultats étaient frappants.
« Alors que la plupart des bactéries et archées ont quelques dizaines de modifications dans l’ARN ribosomal, nous en avons trouvé des centaines chez les espèces hyperthermophiles », a déclaré Schwartz. « Plus l’environnement naturel d’un organisme est chaud, plus il effectue de modifications d’édition. »
L’équipe a testé si une espèce pouvait ré-éditer son ARN en réponse aux changements de température. Les espèces habituées à des conditions modérées ont montré peu de changements, tandis que les hyperthermophiles ont fait preuve d’une flexibilité spectaculaire. Près de la moitié de leurs modifications d’ARN étaient dynamiques, augmentant à mesure que les températures de croissance augmentaient. La restructuration du ribosome, ont-ils conclu, est essentielle à la survie en cas de chaleur extrême.
Trois types de modifications ont augmenté avec la température. L’une d’entre elles, la méthylation, apparaissait presque toujours aux côtés de l’acétylation. « Cela a soulevé l’hypothèse que les modifications travaillent ensemble », a déclaré Schwartz. En collaboration avec le groupe du Prof. Sebastian Glatt à Cracovie, ils ont testé des molécules d’ARN sans modifications, avec chacune séparément et avec les deux combinées. « La méthylation et l’acétylation stabilisent l’ARN, mais ensemble, le tout est plus grand que la somme de ses parties », a ajouté Schwartz.
Pour comprendre les effets structuraux, l’équipe s’est associée au groupe du Prof. Moran Shalev Ben-Ami, qui a utilisé la cryo-microscopie électronique pour cartographier les ribosomes dans deux conditions – lorsque l’enzyme de méthylation était active et lorsqu’elle était silencieuse. Les groupes méthyle à haute température ont formé de nombreux liens faibles avec les molécules voisines, renforçant le ribosome et réduisant les lacunes structurelles.
La découverte pourrait expliquer le « méthyl magique » pharmaceutique – l’augmentation spectaculaire de l’efficacité des médicaments parfois observée lorsqu’un groupe méthyle est ajouté. « Il est désormais possible que certains changements d’édition de l’ARN, tels que la méthylation et l’acétylation, ne soient pas isolés, et que nous devrions les décoder comme un code continu », a déclaré Schwartz.
Les résultats pourraient aider en médecine et dans le développement de médicaments. En révélant comment les hyperthermophiles modifient chimiquement l’ARN pour rester stable, les scientifiques pourraient concevoir des molécules résistant à la dégradation – un obstacle majeur pour les vaccins à base d’ARN, les thérapies contre le cancer et les outils d’édition génétique.
Au-delà de la médecine, l’étude a des applications industrielles. Les connaissances sur l’adaptation ribosomale pourraient permettre aux ingénieurs de développer des microorganismes capables de produire efficacement des protéines dans des conditions difficiles, améliorant la génération de biocarburants et la synthèse chimique. Découvrir que les modifications de l’ARN peuvent fonctionner comme un « code » coordonné ouvre la voie à des molécules d’ARN sur mesure avec des propriétés prévisibles pour des diagnostics, des biosenseurs et des thérapies stables dans des environnements divers.
Alors que les vaccins, diagnostics et traitements à base d’ARN transforment la médecine, Schwartz estime que ces découvertes pourraient conduire à de nouvelles percées. « Le processus naturel d’édition de l’ARN a subi des milliards d’années de perfectionnement, et déchiffrer ses secrets pourrait permettre le développement de technologies à base d’ARN plus fiables et efficaces », a-t-il déclaré.
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