560 BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA VOL. 12 (1953)

SYNTHI~SE DES PROTt~INES ET VITESSE DE RENOUVELLEMENT

DU PHOSPHORE DE L'ACIDE RIBONUCLEIQUE

par

M. DE DEKEN-GRENSON *

LaSora/oire de Pby.~ic~logie ,lnimale, rr~iversit~ "~ /ibre de Bruxelles (Belgique)

I N T R O D U C T I O N

L'hypoth~se formul6e par BRACHET 1 et CASPERSSON 2 d 'un r61e de l 'acide ribonu- cl6ique (ARN) dans la synth~se des prot~ines a 6t6, depuis 1941, 6tay6e par de nombreux faits exp6rimentaux. En particulier, l'id6e qu'il existe une relation entre la teneur des cellules en A R N et la vitesse de synth~se de prot6ines s'est trouv6e r6cemment confirm6e, sur une base quant i ta t ive, par plusieurs t ravaux por tant sur des cultures de micro- organismes en phase logari thmique de croissance (CALDWELL, MACKOR ET HINSHEL- WOOD a, WADE 4, PRICE 5, NORTHROP 6, GALE ET FOLKES 7) OU des cultures continues ~ taux de croissance constant (JEENER8). La question du r61e de I 'ARN dans la synth~se des prot6ines continue donc ~t se poser, sans que ces t ravaux ne permettent , toutefois, d '6mettre d 'hypoth6se sur la nature de ce r61e.

Nous avons pens6 pouvoir apporter des 616ments d ' informat ion nouveaux ~ ce sujet en 6tudiant, non plus les relations entre la quant i t6 d ' A R N et la vitesse de synth~se des prot6ines, mais celles qui pourraient relier l 'activit6 m6tabolique de I 'ARN ~ la vitesse de synth~se des prot6ines. Les conditions les plus simples oil pareille 6tude pouvai t se faire nous out paru r6alis6es dans des tissus de Vert6br6s faisant des syntheses massives et mesurables de prot6ines, mais off aucune variat ion de la quantit~ d ' A R N ne se produit , tels l 'oviducte de poule o/1 se synth6tise le blanc d 'oeuf et le pancr6as qui effectue des syntheses massives d 'enzymes. A titre de comparaison, nous avons 6galement 6tudi6 un tissu oh a synthese d une proteme s accompagne d 'une prolif6ration cellulaire abondante : le bourgeon de plume d'oiseau en r6g6n6ration. Nous avons choisi, comme t6moin de l 'activit6 m6tabolique 6ventuelle de I 'ARN, la vitesse d ' incorporat ion d 'or thophosphate (marqu6 par le asp) dans ses nucl6otides.

Les r6sultats des nos recherches out 6t6 expos6s dans une s6rie de notes parti- elles 9,_0,11. Nous croyons utile de les rassembler ici, afin de permettre la comparaison de ce que nous avons observ6 dans les divers organes 6tudi6s. Ce r~sum6 sera 6galement l 'occasion pour nous d 'essayer de d6gager des conclusions g6n6rales de l 'ensemble de nos observations.

MI~THODES

Nos d6terminations ont port6 sur Ia vitesse de l'incorporation, dans les nucldotides de I'ARN, d'orthophosphate marqu6 par du asp.

* Aspirante du Fonds National de la Recherche Scientifique de Belgique. Bibliographie p. 569.

VOL. 1 2 (1953) SYNTHt~SE DES PROTI~INES DE L'ACIDE RIBONUCLt~IQUE 561

L ' A R N a 6t6 purifid pa r la m6 t hode de SZAFARZ ET PATERNOTTE 12 qui a 5t6 r e t enue pou r l ' a v a n t a g e qu 'el le pr6sente sur les au t r e s md thodes d ' i so l emen t de nucldot ides de sdparer ceux-ci r ad i ca l emen t de l ' o r t h o p h o s p h a t e pa r une c h r o m a t o g r a p h i e qui laisse la to ta l i t6 de l ' o r t h o p h o s p h a t e au po in t de ddpar t , t and i s que les nucMotides p rogressen t sur le papier , e x e m p t s de t ou t e con t ami - na t i on pa r l ' o r t h o p h o s p h a t e beaucoup p lus radioac t i f q u ' e u x .

L 'ac ide ddsoxyr ibonuc ld ique (ADN) a 6t6 purifi5 pa r la md thode de BARNUM 13 don t nous avons vdrifi6 l 'efficacitd en l ' app l i quan t £ du foie de r a t non radioact if , pr6cipitd pa r l 'acide t r ichloracdt ique en prdsence de g randes quan t i t d s d ' o r t h o p h o s p h a t e ~ forte radioact iv i t6 spdcifique. Nous avons jug6 ndcessaire de compl6 te r la t e chn ique propos6e pa r deux ex t r ac t ions supp l6men ta i r e s pa r NaC1 lO%

chaud et pr6c ip i ta t ions subsdquen t e s pa r l 'alcool absolu. D a n s ces condi t ions , la pur i f icat ion es t complete , ainsi q u ' e n tdmoigne le fair que nous n ' a v o n s pas t rouv6 t race de radioact iv i td dans I 'ADN des 6 ry th rocy te s des poules, deux heures apr~s une in ject ion de 15o. lO 6 c /m de 32p, ainsi qu ' i l fallait s ' y a t t endre .

Les mesu res de radioact iv i t6 on t 6td effectudes avec une prdcision de 2 %. Les radioac t iv i tds spdcifiques son t expri ln6es en coups pa r m i n u t e (c/m) pour IOO #g de phosphore . L ' o r t h o p h o s p h a t e in t racel lu la i re a dt6 pr6cipitd pa r la m i x t u r e magnds i enne A par t i r du l iquide s u r n a g e a n t de prdci- p i t a t ion t r ich loracdt ique des homogdna t s . Le phospho re a 6td dosd pa r la md thode de KUTTNER ET LICHTENSTEIN 14, apr~s min6ra l i sa t ion pa r l 'acide perchlor ique dans le cas des acides nucld iques (AN).

La vi tesse de r enouve l l emen t du phospho re des acides nucldiques est expr imde pa r le r appo r t :

radioact iv i t6 sp6cifique de F AN x ioo rad ioac t iv i t6 spdcifique du pr6curseur de FAN '

l ' o r t h o p h o s p h a t e 6 ran t considdr6 p rov i so i r emen t c o m m e prdcurseur du P des AN, pu i squ ' i l es t v r a i s e m b l a b l e m e n t en 6quil ibre avec le p rdcurseur rdel.

L ' a zo t e pro td ique a 6t6 dos6 pa r la m i c rom6 t hode de Kje ldah l , apr~s mindra l i sa t ion su l fur ique en prdsence du ca t a ly seu r de VENDRELY 15.

Les acides nucl6iques on t 6t6 dos6s, apr~s ex t r ac t i on et hydro lyse pa r la m6 thode de SCHNEIDER 16, pa r les md thodes color imdtr iques de dosage des pen toses de MEJBAUM 17 pour I ' A R N et de DISSCHE ls pour I 'ADN.

Darts le cas des p l u m e s de pigeon, la kdra t ine a 6t6 s6parde des prot6ines de la r6gion v i v a n t e du bourgeon en u t i l i san t la r6s is tance de la k6ra t ine g l ' hydro lyse pa r la pepsine. La por t ion digdrde pa r la peps ine est ensu i te filtr6e su r verre fri t t6 G 4.

CONDITIONS EXPI~RIMENTALES

Les doses de a2p injectdes son t les su i van t e s : 5 o . i o e c /m pa r pigeon, 15O.lO 6 c /m pa r poule et 4" IOe c /m pa r souris. L ' in jec t ion es t i n t r a m u s c u l a i r e darts les deux premiers cas, in t rap6r i ton6ale d a n s le troisi~me.

Le m o m e n t de l ' in jec t ion a 6t6 s o i g n e u s e m e n t dd te rmin6 dans c h a q u e cas. Les p igeons on t dr6 inject6s 15 jours apr6s le p rd l6vement des p l u m e s qui d6clanche la croissance d ' u n bourgeon de r6g6n6rat ion. L ' in jec t ion a dr6 rdalisde chez les poules une heure apr6s la pon te d ' u n oeuf (ex- pdrience n ° I), 18 heures apr6s la pon t e d ' u n oeuf (exp6rience n ° II) et 21 heures apr~s la pon t e d ' u n oeuf (expdrience n ° III) , la pdriode sdpa ran t deux pon t e s success ives 6 ran t de 25 heures . D a n s le cas des souris, l ' in jec t ion de a~p a 6t6 p ra t iqu6e apr6s 24 heu res de jefine, chez t o u s l e s individus , Fun des lots a y a n t re ,u , 3 heures a u p a r a v a n t , une in ject ion in t r ave ineuse de o.03 ml de pi locarpine 5. o.2 %, l ' au t r e lot s e r v a n t de t6moin.

D e u x heures apr6s l ' in ject ion, les organes ~ 6 tudier son t prdlev6s, d6barrassds a u t a n t que possible du s ang qu ' i l s con t i ennen t pa r u n lavage rapide darts une solut ion de NaC1 ~ 0.9 %, broyds dans la m ~ m e solu t ion et pr6cipit6s pa r un v o l u m e d 'ac ide t r ichlorac6t ique ~ 20%. Le pr~cipit6 es t ensu i te lay6 et ddlipid6, a v a n t ex t r ac t i on des AN.

RI£SULTATS EXPI~RIMENTAUX

Bourgeons de plumes de pigeon en r~g~n~ration

Vitesse de synth~se des prot~ines

Une synth6se tr6s active de k6ratine est d6clanch6e par l'arrachement des plumes rectrices d'une sdrie de pigeons. Les bourgeons de r6g6n6ration des plumes, qui ap-

Bib l iograph ie p. 569 .

562 M. DE I)EKE~'-G~ESSOX VOI,. 19. (1953)

paraissent dans les jours qui suivent, pr~sentent une zone basale annulaire de cellules en division. La croissance du bourgeon est lide Z~ la multiplication de ces cellules. Apr~s avoir crfi pendant une douzaine de jours, le bourgeon de cellules vivantes conserve une taille fixe; les cellules de sa rdgion distale se k~ratinisent ~ une vitesse constante et / meurent, alors que les cellules de la base mgx~0-3/bour0oon / du bourgeon se multiplient ~ une vitesse + ~ t~ ~ol~, / identique. Ainsi, le bourgeon conserve une o oN keo~ / taille stationnaire durant une partie impor- 2ooc-- tante de ]a croissance nlt~rieure de la • ,RNA

plume, croissance qui, du point de vue biochimique, correspond ~ l 'accumulation ~ ~ONA

d'une prot6ine spficifique, la k6ratine. La quantit6 totale d'azote des prot6i-

nes du bourgeon hydrolysables par la pep- sine et qui correspondent ~ la portion biochimiquement active de la plume aug- 10o0- mente tant que croit la r6gion vivante du bourgeon. Elle cesse d 'augmenter et se ~ / _ _ _ _ _ _ ~ maintient ~ un palier d~s que le bourgeon o ~° • ° a atteint sa taille maximale, tandis que soo •

l 'azote k6ratinique s'accumulelin6airement ° " ~ ° en fonction du temps (Fig. I). / ~ / ~ ~ '~

Pendant la p6riode allant du I2e au / ~r 22e jour de la r~g6n6ration des plumes, ~ ~ , lasynth~se se r6alise ~ la vitesse constante 7 a ~ ~o ~a ~ ~ ,8 20 22 do~s

de 900 tzg d'azote k6ratinique par jour et Fig. i .

par bourgeon, soit 37.5 txg d'azote k6ra- tinique par heure. La portion active du bourgeon est reprdsent6e par 3,750/~g d'azote des prot6ines solubles. La k6ratine est donc synth6tis6e k la vitesse de 1% du poids de prot6ines du bourgeon par heure.

T e n e u r de l 'organe en A R N

Les quantit6s d 'ARN et d 'ADN de la plume en r6g6n6ration augmentent parall~le- ment ~ la croissance du bourgeon et cessent de croitre pour conserver une valeur stationnaire en m6me temps que lui (Fig. I), c'est-~-dire vers le I2e jour de la rfg6n6- ration. A c e moment, la teneur du bourgeon en ARN atteint environ 2% du poids des protfiines solubles de celui-ci.

Vi tesse de renouve l lemenl du P de I ' A R N

La mesure de la vitesse de renouvellement du P des AN a 6t6 effectu6e au cours de la phase stationnaire d6crite plus haut, au I5e jour de la r6g6n6ration.

I1 a 6t6 v6rifi6 que la radioactivit6 sp6cifique de l 'orthophosphate intracellulaire, au moment oil l 'animal est tu6 (2 heures apr~s l'injection), est identique, avec une bonne approximation, ~ la radioactivit6 sp6cifique moyenne de l 'orthophosphate pendant toute la dur6e de l'exp6rience (Fig. 2).

Bibliographie p. 569.

r O Y . 12 (1953) SYNTFII~SE DES PROTI~INES DE L'ACIDE RIBONUCLI~IQUE 503

c/m/100 Y R 3,000

+..,a,.

2,00C / * o~'~,~_~. $

Ptgeon [ f.OOG o.---c E

TPmps en m/nufPs Fig. 2. t~volution de la radioactivit~ sp~cifique de l 'o r thophosphate intracellulaire apr~s injection

de 32p.

T A B L E A U I

Nombre de c/m Quantitd de Radioactivitd Rad. spdc. Vitesse de P correspondante spdcifique renouvellement

de l'dchantillvn (en pg) (c/m pour zoo pg de P) moyenne (en % , par heure)

Ortho- phospha te

ARN

ADN

494 5 .o 9,89 ° 812 9.6 8,459 9,174

45 lO.2 442 47 lO.8 439 443 2.4 % 5 ° 11.2 447

31 I , . 8 213 213 1.15%

L ' A D N a 6t6 6tudi6 ~ ti tre de t6moin de l 'activit6 mitot ique des organes.

Oviducte de poule en p~riode de ponte

Vitessc de synth~se des prot~ines

L'oviducte d'une poule en p6riode de ponte s6cr~te un blanc d'oeuf toutes les 25 heures, sans pr6senter de divisions cellulaires. Le poids d'azote prot6ique d'un blanc d'oeuf 6gale, en moyenne, le poids d'azote prot6ique d'un oviducte en d6pl6tion. L'aug- mentation de la quantit6 de prot6ines dans les cellules de l'oviducte 6tant de 4% d'un blanc d'oeuf par heure (CONRAD ET SCOTT19), la vitesse de synth~se des prot6ines s'61~ve donc ~ 4% du poids de l'organe, par heure.

T e m u r de l'organe en A R N

Les oviductes ont ~t6 divis~s en 4 parties 6gales, num6rot6es de I h 4 en allant de l'ovaire vers l'ut6rus.

T A B L E A U I I

TENEUR DE L'OVIDUCTE EN ARN

Rdgions de l'organe expdrience I expdrience I I expdrience I I I

I 2.35 ° o 2.oi 1.72 2 2.45 1.81+-- 1.9o 3 1.35 1.47 1.75 4 1.35<--- 1.31 1.66

~--- (ut6rus)

La teneur en ARN est exprim6e en % du poids des prot6ines totales de l 'organe (oviducte + blanc d 'oeuf accumuI6). Les fl~ches <-- indiquent ]a position de l 'oeuf dans l 'oviducte au momen t oil l 'animal a 6t6 tu6.

B i b l i o g r a p h i e p . 5 6 9 .

564 ~r. DF DEKEN-GRENSON VOL. 12 (z953)

Ces r6sultats n m n t r e n t que la quant i t6 totale d 'ARN de l 'oviducte ne varie pas de fagon appr6ciable au cours du cycle s6cr~toire: seule la pr6sence de blanc d'oeuf

o, du poids de accumul6 dans ses cellules influence l 'expression de cette teneur en /o l 'organe.

Vitesse de renouvdlement du P de I ' A R N

Elle a 6t6 6tudi6e ~ 3 stades diff6rents du cycle s~cr6toire.

O r t h o p h o s p h a t e R6gion i

R6gion 2

R6gions 3 et 4

A R N R6gion I

T A B L E A U I I I

(exp4rience n ° 1)

Radioactivitd Nombre de c/m Ouantitd de spdcifique Rad. spdc. I'itesse de

P correspondante (c/m pour zoo l~g de P) renouvellement de l'&hantillon (en I'g) corrigde moyenne (en '!o, par heure)

pour le "decay"

7,o45 49 14,377 13,474 lO,246 81. 5 12,572

14,o51 lO4.O 13,51o 13,833 12,386 87.5 14,156

3,74 ° 42.0 8,905 8,593 7,371 89.0 8,282

17 29.8 91 95 0 .35% 18. 5 30.8 IOO

Rdgion 2 15 29.6 81 25 26.0 96

Rdgions 3 et 4 5 8.8 98 13 12.6 to 5

ADN R6gion 1 i8 ~i 5 15. 5 Rdgion 2 3 ° 13o 23 R6gions 3 et 4 1.2 9.2 13

o / 88 0-32 /o

lO~ 0.59 %

0.05 % o.o8 °' o

o 0.07 /o

Dans ce t te expdrience, l ' ov iduc te a 6t4 divis4 en 4 par t i es 6gales num6rotdes de i ~ 4 en a l l an t de l 'ova i re vers l 'u tdrus .

T A B L E A U IV

(exp6rience n ° II)

Radioactivitd Nombre de c/m Quantitd d~ spdcifique Vilesse de

P correspondante (c/m pour zoo pg de P) Rad. spdc. renouvellement de l'dchantillon (en l~g) corrigde moyenne (en %, par heure)

pour le "decay"

O r t h o p h o s p h a t e 8,OLO 83 34,45 ° 34,93 ° 1o,o34 IOI 35,445

A R N 18.8 36.7 154 146 15.7 34.0 139

ADN 71 124 16o

o.2o %

0.23 %

Bib l iograph ie p. 569.

VOL. 12 (~953) SYNTHI~SE DES PROTI~INES DE L'ACIDE RIBONUCLILIQUE

T A B L E A U V

(experience n ° I I I )

565

Radioactivitd Quantitd de spdcif~que Vitesse de

Nombre de c/m P correspondante (c/m pour zoo pg de P) Rad. spdc. renouvellement de l'dchantillon (en I~g) corrigde moyenne (en °/o, par heure)

pour le "decay"

Orthophospha te 6,15 ° 124 12,400 12,85 i 4,124 77 I3,3 o2

ARN 40 29 315 287 I . I % 31 27 259

ADN 17. 5 13o 26.8 o.I %

Remarquons que, quelle que soit la cause de la dispersion des valeurs individuelles obtenues pour chacune des 3 poules 6tudi6es, toutes ces valeurs, y compris la plus 61ev6e, sont, de loin, inf6rieures ~ la vitesse de la synth~se des prot6ines.

Pancreas de souris blanches

Vitesse de synth~se des prot~ines

La synth~se massive d'enzymes qui succ~de ~t l 'excitation du pancr6as par la pilo- carpine a 6t6 calcul6e sur la base de r6sultats de van WEEL ET ENGEL 2° que nous avons pu reproduire. Ces auteurs ont montr6 que le volume occup6 par les granules zymog~nes qui sont expuls6s de la cellule pancr6atique lors de la s6cr6tion repr6sente 30% du volume total de cette cellule. Ces granules sont reconstitu6s en une dizaine d'heures. Or, il semble bien 6tabli que ces granules repr~sentent les enzymes s6cr6t6s par le pancr6as, et l '~tude de DE ROBERTIS 21 sur le spectre d 'absorption des diff~rentes r~gions des cellules exocrines du pancr6as semble montrer que la concentration en prot~ines des granules d6passe de loin la concentration en prot6ines du cytoplasme.

Le calcul de la vitesse de synth~se des prot6ines enzymatiques par le pancr6as a 6t6 effectu6 en supposant que granules et cytoplasme ont la m~me teneur en prot6ines. Cette vitesse repr6sente donc un minimum, la vitesse r6elle lui 6tant vraisemblablement de loin sup6rieure.

La s6cr6tion expulse 30% des prot6ines de la cellule; les prot6ines s6cr6t6es sont reconstitu6es en lO heures environ, dans les conditions exp6rimentales r~alis6es, ce qui repr6sente une vitesse de synth~se de 3 % des prot~ines de l 'organe par heure, au mini- mum.

Teneur de l'organe en A R N

La teneur du pancreas en ARN, par rapport ~ sa teneur en DNA ou ~ son poids sec total ne varie pas de fa~on appr6ciable au cours du cycle s6cr6toire d6clanch6 par la pilocarpine. Elle est, ~t tout moment, voisine de 12 % du poids sec de l 'organe d61ipid6 (11.9 + 0.3%). Ces r6sultats se superposent ~ ceux qui ont 6t6 r6cemment obtenus par RABINOWICH et al. 22 et par DALY ET )][IRSKY 23.

Vitesse de renouvellement du P de I ' A R N

Les d6terminations de la vitesse de renouvellement du P de I 'ARN ont 6t6 effectu6es

B i b l i o g r a p h i e p . 569 .

566 .~,. 7oE DEKEN-GRENSON VOI,. 12 (1953)

entre la 3e et la 5e heures suivant l'injection de pilocarpine, moment off le phdnom¢~ne de s6crftion a certainement pris fin et ne peut donc interfdrer avec la reconstitution du contenu pancr6atique.

A R N Moment de I'evpdrience (en ?'n du poids sec)

T A B L E A U VI

(en %

o h (t6moins) 12.o I heure 12.2 1 ½ h 11.3 2 h I1.1 2 ~ 11 It. 5 3 h J l . 8 5 h 11.6

Le t e m p s o correspond au m o m e n t de l ' in jec t ion de a 616 dos6e selon la m4thode de VAN \VEEL ET ENGEL 20.

du p()ids xec) (unitds arbilraires)

2.36 61 2.3 ° 28 2.6.5 24 2.21 2.43 2.3(; 42 2.25 f)6

Ia pi locarpine. La c a r b o x y p o l y p e p t i d a s e

T A B L E A U V I I

1,~adioact iv itd Nombre de c/m Quantitd de spdcifique de l'dchantillon 1' correspondante (c/m pour zoo it-, de P)

(en [zg) corri~de pour le "decay"

O r t h o p h o s p h a t e Souris inject6es 2o,214 de p i locarp ine 3 I, 131

T6moins 12,2o 9 11,929

A R N Souris inject6es 87 de p i locarp ine 89

T6moins

Vitesse de Rad. spdc. renouvellemen¢ moyenne (en %, par heure)

43.6 46,31o 48,755 60.8 51,2oi

26.6 45,900 45,715 26.2 45,531

79.4 I Io 103 92.3 96.6

124 76.4 167 158 167 I10. 7 I50. 7

o.~o%

O.I/ /o

Rappe lons que la p i loca rp ine est in jectde dans la bu t de p r o v o q u e r une syn th6se mass ive d ' e n z y m e (voir note pr61iminaire n ° I I I , 11).

T A B L E A U V I I I

RI~SUM]~ DES R~SULTATS OBTENUS POUR LEa 3 0 R G A N E S I~:TUDI]'2S

lJoztrqeolL; O~'id*tch" de Pancrda.~ de plumes en poule pondeu,~c de souris rdedttdrallon

Vitesse de r enouve l l emen t de I ' A R N (moyenne) "--4 %,, 0.7 o. 1

Vitesse de synthhse des prot6 ines i % 4 .0 ~" 3

DISCUSSION ET CONCLUSION

Si, chaque fois qu'une mol6cule de prot6ines est synth6tis6e, il se synthdtise en m~me temps, de toutes pihces, une molfcule d'acide ribonucl6ique, il est 6vident que vitesse de synthhse des prot6ines et vitesse de synth6se de I 'ARN devraient ~tre, sinon

t 3 i b l i o g r a p h i e p . 5 6 9 .

VOL. 12 (1953) SYNTHI~SE DES PROTI~'INES DE L'ACIDE RIBONUCLI~IQUE 567

identiques, du moins dans un rapport constant. C'est la situation qui se pr6senterait 6galement si I 'ARN jouait un r61e m6tabolique quelconque dans la synth~se des pro- t6ines: source d'6nergie, donneur de phosphore . . . . ou bien, s'il 6tait un d~chet, un produit accessoire, synth6tis6 en m6me temps que les prot6ines, mais ne jouant pas de r61e essentiel dans la synth~se de eelles-ci. Ainsi, toutes ces hypothi~ses impliquent que, d~s que I 'ARN exerce ses fonctions, sa mol6cule subit un renouvellement total ou partiel qui est li6 ~ ce fonctionnement.

Par contre, si I 'ARN joue, dans l'~dification de la structure sp6cifique des prot6ines, le r61e de module, de support de module, ou un r61e analogue, il ne faut s 'at tendre aucun rapport quanti tat if liant la synth~se des prot~ines ~ celle de I 'ARN. L 'ARN pourrait jouer son r61e d'organisateur tout en 6tant m~taboliquement inerte, mais ce r61e ne serait toutefois pas entrav6 par un renouvellement ind@endant de portions de la mol6cule ou de celle-ci dans son ensemble.

Les exp6riences que nous avons pr6sent6es ici nous paraissent pouvoir 6tablir un premier d@art entre ces deux groupes d'hypoth~ses.

Nos r6sultats montrent que les organes, que nous avions choisis pour la vitesse particuli~rement grande avec laquelle ils synth6tisent des prot6ines, sont caract6ris6s, dans deux cas sur trois, par une vitesse de renouvellement du P de I 'ARN extr~mement basse.

Examinons tout d 'abord le cas du bourgeon de plume oh la synth~se des prot6ines semble li6e ~ un renouvellement parall~le du P de I 'ARN. I1 semble que la situation soit la m~me dans le foie de rat en r6g6n6ration et la moelle osseuse de poule 6tudi6s par HAMMARSTEN 24, les cultures de levures de SPIEGELMAN 25 et les cultures de flagellates 6tudi6es par JEENER 26. Dans chacun de ces cas, remarquons-le, la synth~se de prot6ines est 6troitement li6e ~ une multiplication active de cellules oil non seulement les prot6ines et I 'ARN, mais aussi tous les constituants cellulaires se reproduisent tt des vitesses semblables, de sorte qu'il est impossible de distinguer les ph6nom~nes qui pr~sentent entre-eux un lien n6cessaire de ceux qui sont tout simplement simultan6s.

L'oviduete et le pancr6as, par contre, appartiennent & une cat(!gorie d'organes qui synth6tisent des prot6ines sans presenter de divisions cellulaires. L'6tude de ces organes nous a montr6 que la vitesse de renouvellement du P de I 'ARN y est largement inf6rieure

la vitesse de synth~se des prot~ines. Il ~'y a do~c aucun lien ~cessaire entre la vitesse de renouvellemen~ du P de I 'ARN el la synth~se des protdines.

Le cas du pancr6as nous parait particuli~rement frappant: la synth~se rapide d'enzymes qui y est d~clanch6e par l'injection de pilocarpine n'est pas accompagn6e d'une augmentation de la vitesse de renouvellement du P de I 'ARN par rapport l 'organe au repos. Ces r~sultats sont en accord avec ceux de HOKIN ~ qui a montr~ que la vitesse de synth~se de l 'amylase par des tranches de pancr6as de pigeon peut ~tre doublde par l 'addition au milieu d 'un m6lange appropri6 d'acides amin6s sans que l'on puisse d6tecter d 'augmentat ion appr6ciable de la vitesse d'incorporation de ~P dans I 'ARN. Le travail de DALY ET MIRSKY ~a qui conduit les auteurs ~ l 'hypoth~se d'un pr6curseur des prot6ines pancrfatiques qui pourrait ~tre massivement synth6tis6 au moment m~me de la s6cr6tion des enzymes accumul6s dans la glande semble cependant imposer une restriction ~ nos conclusions. En effet, HOKIN z~ a montr6 que, si l 'addition d'acides amin6s n 'augmente pas la vitesse d'incorporation de ~ P dans I 'ARN, l 'excitation

la s6cr6tion, par contre, aboutit ~ ce r6sultat. I1 est cependant impossible de savoir si l 'augmentation de la vitesse d'incorporation de ~eP dans I 'ARN est, dans ce cas, li(~e

t?ibl iographie p. 569 .

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au ph6nom~ne de s6cr6tion ou 5 la synth~se possible d'un pr6curseur prot6ique des enzymes pancr6atiques. Quoi qu'il en soit, il ressort d'une 6tude de DALY, ALLrREY ET MIRSKY 2s que la vitesse d'incorporation de glycine ~SN dans I 'ARN du pancr6as est toujours extrSmement faible, quel que soit le stade du cycle s6cr~toire consid6r6, de loin plus faible que celle qui caractdrise les prot6ines cytoplasmiques et sans rapport avec elle.

Remarquons, enfin, que la faible vitesse de renouvellement du P ribonucl6ique que nous avons mise en 6vidence dans deux organes synth6tisant des prot6ines k grande vitesse n 'est nullement caract6ristique des cellules qui ne se divisent pas. On sait en effet, depuis longtemps, que la vitesse de renouvellement du P ribonucl6ique est grande dans le foie, et JEENER "" a montr6 tout rdcemment qu'elle est plus 61ev6e encore dans des feuilles de plantes sup6rieures ayant at teint leur taille d~finitive.

I1 subsiste donc qu'il ne semble exister aucun rapport entre la vitesse de renouvelle- ment du P de I 'ARN et la vitesse de synth~se des prot6ines. Cette conclusion nous parait entrainer la cons6quence suivante : des deux groupes d'hypoth6ses que nous formulions au d6but de cette discussion, le premier, qui at tr ibuait "k I 'ARN une signification mdtabolique quelconque dans la synth~se des prot6ines semble pouvoir ~tre 6cart6. Ainsi, nous conservons en tant qu'hypoth~se de travail le second groupe d'hypoth~ses, a t t r ibuant ~ I 'ARN un r61e d'organisateur de la syntht'se des protdines, h l 'un ou l 'autre titre, confirmant l 'impression de la plupart des auteurs qui ont essay6 de concevoir ce que pouvait ~tre le r61e de I 'ARN dans la cellule.

Ce travail a 6t~ entrepris ~ la suggestion de monsieur le Professeur R. JEENER qui nous exprimons ici toute notre reconnaissance.

RI2SUM~

L'6tude comparat ive de la vitesse de synth6se des prot6ines et de la vitesse de renouvel lement du P de I 'ARN dans les bourgeons de plumes d'oiseau en r6g6n6ration, l 'oviducte de poule pondeuse et le pancr6as de souris mont re que, alors que ces trois organes sont le si~ge d 'une synth~se trSs rapide de prot6ines, le premier semble pr6senter un renouvel lement parall~le du P de I 'ARN, tandis que dans l 'oviducte de poule pondeuse, ainsi que dans le pancreas de souris, mr'me excit~ par la pilocarpine, la vitesse de renouvel lement du P de I 'ARN est ext r~mement faible, largement inf6rieure

la vitesse de synth~se des protdines. I1 n ' y a donc pas de lien n6cessaire entre la vitesse de renouvel lement du P de I 'ARN et la

vitesse de synth~se des prot6ines. Ces r6sultats semblent pouvoir 6carter les hypotheses faisant jouer / t I 'ARN un rdle m6tabolique

dans la synth~se des prot6ines, mais, plaider au contraire en faveur de l'id6e que, si I 'ARN joue un r61e dans ]a synth~se des prot6ines, ainsi que semblent le mont re r de nombreux fairs exp6ri- mentaux , c 'est en t an t que module, catalyseur ou organisateur quelconque de cette synth~se.

SUMMARY

A comparat ive s tudy of the rate of protein synthesis and the rate oI renewal of the RNA P in bird feather buds, laying hen 's oviduct and mouse pancreas shows that , a l though these three organs synthesize proteins at a very high rate, the first tissue seems to present a parallel renewal of RNA P, whereas in the oviduct and tile pancreas (even when, in the latter, synthesis is increased by pilocarpin injection) this rate is very low, considerably lower than the rate of protein synthesis.

Thus, there does not exist a necessary relationship between the rate of renewal of RNA P and the rate of protein synthesis.

These results are not in favour of the hypothesis which ascribes to RNA a metabolic role in protein synthesis, but, on the contrary, suppor t s the idea that , if RNA does play a role in protein synthesis, as numerous exper imental results seem to indicate, its action resembles more tha t of a model, a pa t t e rn or a catalytic agent.

Bibliographic p. 569.

VOL. 1 2 (1953) SYNTHt~SE DES PRO'[I~INES DE L'ACIDE RIBONUCLt~IQUE 569

Z U S A M M E N F A S S U N G

Die vergle ichende U n t e r s u c h u n g der E iweisssyn theses - u n d der E r n e u e r u n g s g e s c h w i n d i g k e i t de. ° R N S p h o s p h o r s in regener ie renden Vogel federknospen, L e g e h e n n e n o v i d u k t und M a u s e p a n k r e a s zeigt, dass, obwohl diese drei Organe eine rasche E iwe i s s syn these ausf t ihren, die ers ten eine g le ichlaufende E r n e u e r u n g des R N S p h o s p h o r s zeigen, wXhrend im O v i d u k t u n d im Pankreas , sogar w e n n le tz te rer d u t c h Pi locarpin zur E iwe i s s syn these angere iz t wird, die E rneue rungsgeschwind igke i t des RNS- phospho r s niedr ig ist, reichlich niedr iger als die der E iweisssyn these .

Es be s t eh t also kein no twend ige r Z u s a m m e n h a n g zwischen der E r n e u e r u n g s g e s c h w i n d i g k e i t des R N S p h o s p h o r s u n d der der E iweisssynthese .

Diese Ergebnisse scheinen die H y p o t h e s e auszuschl iessen , dass die RNS eine metabo l i sche Rolle in der E iwe i s s syn these spielt . Sie sprechen, dagegen, fiir die A n n a h m e , dass wenn die RNS eine Rolle in der E iwe i s s syn these e i nn i mmt -wi e es zahlreiche exper imente l le Ergebnisse zeigen, sie es als Modell, K a t a l y s a t o r oder i rgend welcher Organ i sa to r in dieser Syn these tu t .

B I B L I O G R A P H I E

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