La cartographie basée sur le séquençage de lecture longue à cellule unique révèle des modèles d'épissage spécialisés dans le cerveau de souris et d'humains en développement et adultes

Les technologies de séquençage unicellulaire révèlent des modèles d’épissage uniques dans les cerveaux de souris et humains en développement et adultes

Dans le système nerveux, les formes d’épissage des ARN messagers (ARNm) jouent un rôle clé dans l’établissement de l’identité cellulaire et la régulation de la fonction cellulaire. Cependant, jusqu’à présent, une cartographie complète des formes d’épissage de l’ARNm dans les régions du cerveau manquait. Récemment, une équipe de recherche de New York a utilisé une technologie de séquençage unicellulaire de longue lecture améliorée (scIsoR-seq2) pour étudier systématiquement les formes d’épissage complètes des ARNm dans les cerveaux de souris et d’humains, et les a comparées entre différentes régions cérébrales, stades de développement et types cellulaires.

Cette étude a été menée par les groupes du Dr Hagen U. Tilgner et du Dr M. Elizabeth Ross de la Weill Cornell Medicine, et publiée dans la revue Nature Neuroscience. Les chercheurs ont obtenu des données de transcriptome unicellulaire à partir de différents stades de développement du cerveau de souris (14, 21, 28 et 56 jours après la naissance) et de différentes régions cérébrales (hippocampe, cortex visuel, striatum, thalamus et cervelet), qu’ils ont analysées en profondeur.

Dans cette étude, les chercheurs ont découvert que pour 72% des gènes, les formes d’épissage de leur ARNm variaient de manière significative en fonction du stade de développement, du type cellulaire ou de la région cérébrale. Le choix des sites d’épissage, des sites d’initiation de la transcription et des sites de polyadénylation différait considérablement entre les types cellulaires, affectant ainsi la structure des protéines codées et étant liés à des variants associés aux maladies. De plus, les gènes impliqués dans le transport des neurotransmetteurs et le recyclage synaptique présentaient des modèles d’épissage variables entre les types cellulaires et les régions cérébrales.

Fait intéressant, un pic de variation d’épissage pour les principaux types cellulaires a été observé pendant l’adolescence des souris (21-28 jours après la naissance), en particulier dans les régions cérébrales telles que l’hippocampe et le cortex. Pendant cette période cruciale, les sous-types neuronaux présentaient les plus grandes variations d’épissage entre les hémisphères cérébraux.

De plus, les chercheurs ont découvert que les modèles d’épissage spécifiques aux types cellulaires chez la souris étaient conservés dans l’hippocampe humain, permettant d’extrapoler les résultats au cerveau humain. Cependant, le cerveau humain a également acquis de nouvelles formes d’épissage spécifiques aux types cellulaires, suggérant l’existence de nouvelles formes d’épissage acquérant de nouvelles fonctions.

Cette cartographie détaillée des formes d’épissage complètes au niveau unicellulaire révèle un degré élevé de variation d’épissage à travers le développement, les structures anatomiques et les espèces, fournissant ainsi de nouvelles perspectives sur la régulation transcriptionnelle dans le cerveau. Les résultats de l’étude sont accessibles publiquement sur le site www.isoformatlas.com.