Semblables mais différents quand même

18. décembre 2007
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À quelques exceptions près, la règle était jusqu'à présent la même : quand le patrimoine génétique est identique, c'est la nature qui décide comment 2 êtres humains vont se différencier. Les généticiens de l'université de Harvard sont parvenus à savoir comment les cellules fabriquent leur unicité. Une expression mono-allélique ou "un lancé de dés à la transcription".

Certains gènes, comme celui des immunoglobulines ou de l'interleukine, étaient jusqu'à présent considérés comme exotiques. Ils utilisaient une multitude de schémas différents pour fabriquer leurs protéines C'est pourquoi ils se servent apparemment d'une méthode de production exotique, l'expression mono-allélique du gène. Les généticiens pensent que seul le hasard décide si la cellule transcrit l'allèle maternel, paternel ou les deux. Les travaux d'Alexander Gimelbrant et de ses collègues dans " Science " il y a quelques semaines montrent maintenant que ce jeu de hasard que joue la cellule ne concerne pas seulement les exotiques.

Plus de 1 000 possibilités de combiner

Les généticiens de la Harvard Medical School à Boston utilisent des puces à ADN pour étudier les ARN et ADN des gènes qui présentent un polymorphisme simple nucléotide dans leur séquence. Des lignées lymphoblastoïdes de cellules-B leurs ont servi de substance de base, lignées qui transmettent de manière stable aussi bien leurs polymorphismes que leur méthode d'expression génétique à leurs descendants directs clonés. L'équipe d'Harvard pouvait de cette manière étudier l'expression génétique d'environ 4 000 gènes, parce que les deux allèles se distinguent par la séquence de leur transcription directe. C'est alors qu'ils ont eu une surprise : à la place des exemplaires attendus, environ 10% des gènes ont présenté un modèle au hasard dans lequel les cellules n'avaient transcrit qu'un seul des deux allèles. L'étude de différents clones de cellules montra que l'évolution se laisse même encore plus de marge de manœuvre dans les combinaisons. Seulement un cinquième des plus de 300 gènes en sont strictement resté à l'expression mono-allélique. Elles utilisent parfois aussi les deux chromatides soeurs pour la production d'ARN en fonction de la cellule, respectivement de leurs ascendants. Rapporté au génome entier, il y aurait plus de 1 000 gènes avec une sélection hasardeuse pour la transcription.

Autrement que pour l'empreinte génétique, le père et la mère ont la même importance dans cette méthode de l'inactivation d'un allèle. L'utilisation d'un des deux allèles n'est pas dépendante de la chaîne d'ADN d'un chromosome comme c'est le cas dans l'inactivation du chromosome X en trop chez les femmes. Car les gènes que Gimelbrant et ses collègues ont trouvés sont répartis dans le génome tout entier. " Les gènes pour récepteurs à la surface de la cellule sont notamment sur-représentés dans ce groupe ", a écrit Rolf Ohlsson de l'université suédoise de Uppsala dans un commentaire dans " Science ". Ohlsson ajoute que, par la régulation des récepteurs, il y aurait un potentiel énorme de régulation de contacts de cellule à cellule et avec lui aussi de "diversité et destin de cellules".

Les mêmes gènes – un risque de maladie différent

Les chercheurs ont entre autres trouvé parmi les gènes avec expression mono-allélique la protéine APP (Amyloid Precurser Protein) qui joue un rôle dans l'apparition d'Alzheimer. Ralf Sudbrak de l'institut Max-Planck pour la génétique moléculaire à Berlin montre, lors d'un interview avec DocCheck, les répercussions possibles pour le secteur médical par un exemple : " Dans le cas de jumeaux monozygotes, une copie d'un gène à risque pourrait être inactif pour une maladie. Par l'expression mono-allélique, l'autre copie est aussi supprimée ". Conséquence : les maladies des jumeaux se développent différemment malgré qu'ils aient un code ADN identique.

Quand le génome humain fût séquencé il y a quelques années, on se demanda comment l'homme arrive à exister avec seulement 2 fois plus de gène que la mouche. La publication de Gimelbrant pourrait y donner une réponse. Grâce à la combinaison d'expression mono-allélique et bi-allélique, une foule de nouvelles variations avec le même matériel de base est réalisable. De nombreux groupes de travail vont maintenant essayer d'élucider les questions autour de cette surprenante découverte. Comment la cellule inactive-t-elle ses gènes dans ce jeu de hasard des expressions ? Quels sont les gènes les plus concernés et combien ? Ne ratez pas la suite de cette histoire passionnante dans " Science ", " Nature " ou " Cell ".

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