L’ARN, ou acide ribonucléique, est une molécule qui fait partie intégrante de toutes les formes de vie. Les organismes avec des génomes d’ADN font des copies de leurs gènes dans un format d’ARN. L’organisme lit ces copies exactes, qui ont du « sens », et forme les bonnes protéines. L’ARN antisens est une séquence qui est à l’opposé de l’ARN « sens », et en se collant à l’ARN « sens », il peut bloquer la formation correcte des protéines. Bien qu’il ne soit pas répandu dans la nature, l’ARN antisens a des applications dans des domaines scientifiques tels que la médecine et les organismes génétiquement modifiés.
Le processus régulier de production de protéines commence par la copie de l’ADN d’un gène particulier en ARN messager (ARNm). Tous les ARNm sont simple brin. Les ribosomes et les ARN de transfert (ARNt) lisent ensuite l’ARNm et construisent la protéine pour laquelle le gène code.
La séquence de l’ARNm est essentielle pour la production de la bonne protéine. De plus, l’ARNt et les ribosomes ne lisent que les simples brins, pas les doubles brins. L’ARN antisens est lui-même un simple brin mais a une séquence de bases qui est complémentaire à la séquence de bases dans un ARNm spécifique.
L’uracile (U), l’adénine (A), la cytosine (C) et la guanine (G) constituent les différentes bases de l’ARN. L’uracile se lie à l’adénine et la cytosine à la guanine. Par exemple, une partie d’un ARNm qui code CAU a une séquence antisens complémentaire de GUA. La séquence antisens se lie à l’ARNm pour former un complexe double brin.
Les ingénieurs génétiques ont trouvé ce concept utile pour créer des organismes modifiés. Un exemple est celui de la tomate connue sous le nom de Flavr-Savr. Les tomates produisent une enzyme appelée polygalacturonase (PG) qui ramollit le fruit pendant la maturation. Le PG est codé par le génome de la tomate. Les producteurs de tomates ordinaires doivent les cueillir avant qu’elles ne soient complètement mûres afin que le PG ne ramollisse pas les fruits avant qu’ils n’atteignent les rayons des supermarchés.
Les tomates Flavr-Savr ont un gène supplémentaire placé là par les ingénieurs génétiques, qui produit une version antisens de l’ARNm du PG. Ce brin antisens adhère à la majorité de l’ARNm PG produit par la tomate et bloque ainsi la production de l’enzyme PG. Cela empêche les tomates de ramollir pendant la maturation afin que les agriculteurs puissent cultiver des tomates qui ont un goût et une apparence mûres mais qui ne sont pas molles.
L’ARN antisens peut également avoir des applications en médecine. Certaines maladies, comme la maladie de Huntington, sont causées par des gènes produisant des protéines défectueuses ou indésirables. Les gens ne peuvent pas être élevés pour avoir un génome altéré comme les tomates, mais les scientifiques peuvent d’une manière ou d’une autre fournir de l’ARN antisens, ou un gène pour coder l’ARN antisens, dans les cellules qui produisent une protéine indésirable.
L’utilisation d’un virus comme porteur du gène antisens ou l’injection de l’ARN directement dans la zone sont des méthodes d’administration possibles. Un problème avec la science, cependant, est que l’optimisation des méthodes de livraison est complexe. Un autre inconvénient est que l’ARN peut ne pas être suffisamment spécifique pour cibler uniquement l’ARNm indésirable, une situation qui pourrait être dangereuse pour le patient. Les exemples d’ARN antisens dans la nature sont rares. Un tel événement se produit chez l’homme et chez la souris, où le gène du récepteur du facteur de croissance analogue à l’insuline deux, hérité du côté de la mère, est bloqué par l’ARN antisens produit à partir de la version paternelle du gène.