Morpholino - Définition

Introduction

Segment of a Morpholino-RNA heteroduplex, 8-mer shown

En biologie moléculaire, un morpholino est un type de molécule utilisé pour modifier l'expression génétique. La technologie des oligonucléotides morpholinos est une technologie antisens utilisée pour bloquer l'accès d'autres molécules aux séquences spécifiques de certaines molécules d'acide nucléique. Ils peuvent bloquer l'accès des autres molécules à de petites régions (environ 25 bases) de la surface d'appariement des bases des acides ribonucléiques (ARN). Les morpholinos sont parfois référencés par l'appellation PMO, un acronyme anglophone signifiant "phosphorodiamidate morpholino oligo". Le mot "morpholino" peut apparaître dans d'autres noms chimiques. Il se rapporte à des produits chimiques contenant un cycle à six sous-unités morpholine; cet article discute seulement des oligonucléotides antisenses morpholinos.

En recherche biologique, les morpholinos sont habituellement utilisés en tant qu'outils pour la génétique inverse par inactivation de la fonction d'un gène. Ceci est accompli en empêchant les cellules de synthétiser une protéine ciblée ou en modifiant l'épissage d'un pré-ARNm. L’inactivation de l’expression des gènes est une méthode puissante pour étudier la fonction d’une protéine particulière. Dans le même ordre d’idée, induire l’épissage d’un exon spécifique peut aider à déterminer la fonction de la partie de la protéine codée par cet exon. Ces molécules ont été appliquées à l’étude de plusieurs organismes modèles, incluant la souris, le poisson-zèbre et le xénope.

Les morpholinos sont également développés en tant que thérapeutique pharmaceutique dirigée contre les organismes pathogènes tels que les bactéries ou les virus et pour l’amélioration des maladies génétiques. Ces oligonucléotides synthétiques ont été conçus par le Dr James E. Summerton (Gene Tools, LLC) et développés en collaboration du Dr Dwight D. Weller (AVI BioPharma Inc.).

Structure

Les morpholinos sont des molécules synthétiques qui résultent d’un réarrangement de la structure naturelle des acides nucléiques. Habituellement d’une longueur de 25 bases, ils se fixent aux séquences complémentaires des ARN par appariement de bases. Du point de vue de la structure, bien que les morpholinos possèdent des bases azotées classiques, ils diffèrent de l’ADN par le fait que ces bases azotées sont fixées sur des cycles morpholines au lieu de désoxyribose. Ces cycles morpholines sont liées entre-eux par des groupements phosphorodiamidates au lieu de groupements phosphates. Il est plus facile de visualiser ceci en se référant à la figure 1 et en comparant les structures d’un brin d’ARN et d’un brin morpholino. Le remplacement des groupements phosphates anioniques par des groupements phosphorodiamidate non chargés élimine l’ionisation dans la gamme habituelle de pH physiologique, de sorte que les morpholinos dans les organismes ou les cellules sont des molécules non chargées. . Le squelette entier d’un morpholino est formé de ces sous-unités modifiées. Les morpholinos sont plus habituellement utilisés sous forme d’oligonucléotides monocaténaires, de sorte que les hétéroduplexes formés à partir d’un brin morpholino et un ADN complémentaire peut être utilisé en combination avec la livraison de réactifs cytosolique cationique.