Le génome humain : un orchestre complexe

(© Image: Fotolia)
(© Image: Fotolia)

Une équipe de généticiens a découvert que les variations génétiques sont en mesure d’affecter l’état du génome à de nombreux endroits, apparemment séparés, et de moduler par conséquent l’activité des gènes, à la manière d’un chef d’orchestre coordonnant les instrumentistes pour qu’ils jouent en harmonie. Ces résultats inattendus, publiés dans Cell, révèlent le caractère polyvalent de la régulation du génome et offrent de nouvelles perspectives sur la façon dont il est orchestré.

La chromatine est un ensemble de protéines et d’ADN qui emballe le génome dans une cellule. Elle arrange l’ADN de telle sorte qu’il puisse être "lu" par un groupe de protéines appelé facteurs de transcription, qui active ou réprime l’expression des gènes. La séquence d’ADN varie toutefois d’un individu à l’autre, entraînant ainsi une variation moléculaire entre les états de la chromatine des individus. Cela finit par causer des variations dans la manière dont les humains répondent à l’environnement. Comprendre les processus génétiques et moléculaires régissant la variabilité de la chromatine est l’un des défis les plus importants dans le domaine des sciences de la vie qui permettrait de découvrir comment les variations génétiques prédisposent les individus à certaines maladies comme le cancer, le diabète ou les maladies auto-immunes.

L’étude publiée dans Cell montre comment les variations génétiques ont affecté trois couches moléculaires dans les lignées cellulaires immunes chez 47 individus dont les génomes ont été entièrement séquencés : au niveau des interactions entre l’ADN et les facteurs de transcription, des états de la chromatine et de l’expression des gènes. "Nous avons observé que les variations génétiques à un endroit précis du génome impactent plusieurs éléments régulateurs, pourtant séparés, en même temps. Cette coordination surprenante peut être comparée à un chef d’orchestre (ici le variant génétique) qui coordonne tous les instrumentistes (ici les facteurs de transcription et les modifications de la chromatine) pour changer le volume (ici l’expression des gènes) de la musique," explique le professeur Bart Deplancke de l’EPFL. Contrairement au modèle traditionnel qui suppose que l’impact des éléments régulateurs sur l’expression des gènes se fait de façon quasiment indépendante, les chercheurs suisses ont identifié un comportement bien plus harmonieux et synergique.

Les généticiens suisses montrent que le génome n’est pas juste un ensemble linéaire d’éléments qui interagissent par paires ; il s’organise de manière complexe et en réseaux. Si un élément n’agit pas correctement, c’est l’ensemble du système qui sera perturbé. "Nous avons découvert les règles biologiques de base sur le fonctionnement du génome et la manière dont les séquences régulatrices agissent ensemble pour impacter l’expression d’un gène," résume le professeur Alexandre Reymond de l’UNIL.

Si la route vers de potentielles applications médicales est encore longue, les principes mécaniques que les chercheurs viennent de découvrir mettent en lumière les aspects fondamentaux de la biologie  du génome. “Il est encore trop tôt pour déterminer si nous serons un jour en mesure de moduler l’expression des gènes de manière ciblée, mais cette étude révèle un niveau de complexité de la fonction du génome qui n’avait pas été anticipé", conclut le professeur Emmanouil Dermitzakis de l’Université de Genève. "Appliquer notre découverte à la médecine signifierait identifier un seul chef d’orchestre et définir son rôle parmi tous les autres chefs d’orchestre pour chaque ensemble musical – plutôt que simplement lister tous les artistes jouant dans notre orchestre de génomes.”

Coordonnées :

·       Prof. Emmanouil Dermitzakis, Département de médecine génétique et de développement, Faculté de Médecine, Université de Genève. , tél. : +41788827922

·       Prof. Bart Deplancke, Institut de Bioingénierie, Faculté des sciences de la vie, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) : , tél. : +41216931821

·       Prof. Alexandre Reymond, Centre Intégratif de Génomique, Faculté de Biologie et de Médecine, Université de Lausanne : , tél. : +41216923961

Le génome humain : un orchestre complexe
Un neutrino qui bat tous les records d’énergie
Observer les cellules malignes produire de l’énergie en direct
Un système planétaire exceptionnel découvert par les astronomes de l’Université de Genève dans Cassiopée
La technologie développée pour les expériences LHC du CERN appliquée à l’observation du fonctionnement du cerveau
Observer les réseaux du cerveau pour diagnostiquer Alzheimer
En cas de danger, criez !
Un trou noir sous la lentille gravitationnelle
De l’eau pour comprendre le cerveau
Une planète chevelue comme une comète
Inauguration d’Uni Carl Vogt
On a vu les toutes premières étoiles
L’Université et la Ville de Genève créent une nouvelle fondation dans le domaine de la petite enfance
Le cerveau et les gènes travaillent en réseau
Des syllabes oscillent dans nos circuits neuronaux - Ce que peuvent dire les neurosciences du traitement de la parole par notre cerveau
Régulation des marchés financiers : Les Universités de Berne et de Genève lancent une nouvelle formation professionnelle
Création de l’association pour la médecine universitaire
Biodiversité: onze nouvelles espèces mises au jour à Madagascar
Inauguration officielle de Campus Biotech et journée portes ouvertes
L’heure de la mouche - Les horloges biologiques de la mouche et de l’Homme sont comparables
La LERU s’ouvre au monde
Le compagnon caché de Delta Cephei
GTEx: un projet international pour comprendre l’influence des variations génétiques sur la santé
Publié dans The Lancet : mieux vaut déclencher le travail d’accouchement des foetus dont le poids excède la moyenne
Une exoplanète à l’atmosphère infernale
L’Université de Genève annonce la composition du nouveau rectorat
« UniversCités » : un réseau inédit
Les HUG, l’Université de Genève et le CICR signent un accord pour renforcer l’assistance médicale aux victimes de conflits armés
Le caméléon réorganise ses nano-cristaux pour changer de couleur
Le geste dans la tête: une histoire de tempo
Pharm-Ed : une plateforme pour se former et échanger sur les bonnes pratiques en matière de pharmacie hospitalière
Une feuille de route européenne pour le graphène
De nouvelles mesures effectuées à l’Université de Genève remettent en question la vision de l’endocytose - D’où vient la force qui aspire vers l’intérieur la membrane de la cellule eucaryote?
La cryptographie quantique sur plus de 300 kilomètres
Découverte d’une alternative à la transplantation hépatique
Vers le traitement des addictions grâce à la stimulation cérébrale profonde?
L’Université de Genève lance un grand projet européen pour lutter contre Ebola
Les neurones qui détectent la maladie