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Posté par Adrien le Mercredi 24/01/2018 à 00:45
Découverte d'un pionnier qui ouvre le génome
Notre génome contient toute l'information pour former un être humain complet. Bien que cette information, contenu dans l'ADN, s'allonge sur un à deux mètres, elle parvient à entrer dans une cellule à peu près 100 fois plus petite qu'un pois (Le pois (Pisum sativum L.) est une espèce de plante annuelle de la famille des légumineuses (Fabacées), largement cultivée pour ses graines, consommées...) vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde comprise entre 490 et 570 nm. L'œil humain possède un récepteur, appelé cône M, dont la bande passante est axée sur cette...) ! Pour ce faire, le génome (Le génome est l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une espèce codé dans son ADN (à l'exception de certains virus dont le génome est porté par des...) doit être compacté.

L'équipe de Jacques Drouin, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont...) à l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) de recherches cliniques de Montréal (Montréal est à la fois région administrative et métropole du Québec[2]. Cette grande agglomération canadienne constitue un centre majeur du commerce, de l'industrie, de la culture, de la finance et des affaires...) (IRCM) et professeur aux facultés de médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps humain (anatomie), son fonctionnement normal (physiologie), et cherchant à...) de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) de Montréal et de l'Université McGill, vient de trouver une clé qui permet d'ouvrir certaines parties du génome compacté. Récemment parue dans la revue Nature Genetics (Nature Genetics, est une revue scientifique britannique spécialisée dans tous les aspects de la recherche en génétique, de la génétique moléculaire fondamentale aux...), la découverte de cette clé, un "facteur pionnier", permet de mieux comprendre comment se fait cette ouverture. Comme un archéologue qui découvre une civilisation jusqu'alors inconnue et ainsi révèle une toute nouvelle culture (La définition que donne l'UNESCO de la culture est la suivante [1] :), ce facteur pionnier donne accès à des parties du génome inaccessibles à cause de sa compaction.

Il était une fois deux cellules

Notre vie (La vie est le nom donné :) débute par la rencontre de deux cellules, soit l'ovule (L'"ovule" est la cellule sexuelle (ou gamète) produite par les femelles. Comme tous les gamètes, l'"ovule" est haploïde, il contient la moitié des chromosomes de la mère. Remarquons que, dans l'espèce humaine,...) et le spermatozoïde (Un spermatozoïde est une cellule haploïde sexuelle (ou gamète) produite par l'appareil reproducteur mâle de l'espèce. Les spermatozoïdes ont été...). À elle seule, cette paire (On dit qu'un ensemble E est une paire lorsqu'il est formé de deux éléments distincts a et b, et il s'écrit alors :) engendre une variété de "descendants" qui ont des fonctions et des propriétés qui diffèrent des siennes: on dénombre environ 200 types de cellules chez l'humain. Comment expliquer cette diversité ? La réponse réside dans nos gènes.

Si l'ADN était un livre, chaque gène (Un gène est une séquence d'acide désoxyribonucléique (ADN) qui spécifie la synthèse d'une chaîne de polypeptide ou d'un acide ribonucléique (ARN) fonctionnel. On peut...) constituerait une page d'information. Lors de la formation de nouvelles cellules, une armée de traducteurs, qu'on appelle "facteurs de transcription", s'active. Chacun d'eux reproduit des pages bien précises du recueil à divers moments de notre développement. C'est grâce à ces "assemblages de feuilles" qu'une cellule se différencie, c'est-à-dire qu'elle exprime une identité propre et différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité d'une application définie à l'aide de la trace, dans l'anneau des entiers...) des autres cellules.

C'est ce qui explique qu'une cellule de notre foie (Le foie est un organe abdominal impair et asymétrique, logé chez l'homme dans l'hypocondre droit, la loge sous-phrénique droite, la partie supérieure du creux...) et celle du bout de notre orteil (Les orteils, appelés parfois doigts de pied, sont des appendices du pied.) ont le même ancêtre", illustre Jacques Drouin, directeur de l'unité de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances...) en génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.) moléculaire de l'IRCM.

Pour s'acquitter de leur mission, les facteurs de transcription doivent avoir accès au bon gène au bon moment. Or, seule la partie décompactée du génome est accessible aux facteurs de transcription. Il faut donc "ouvrir" d'autres parties du génome pour produire des cellules différentes. Mais comment y arriver ?

La clé

C'est là que sont intervenus Jacques Drouin et son étudiant au doctorat (Le doctorat (du latin doctorem, de doctum, supin de docere, enseigner) est généralement le grade universitaire le plus élevé. Le titulaire de ce grade est le docteur. Selon les...) Alexandre Mayran, qui ont examiné deux types de cellules de l'hypophyse.

"Les deux types de cellules semblaient avoir recours aux mêmes facteurs de transcription pour se former, et ce, jusqu'à la toute dernière étape. En théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative, souvent basée sur...), elles auraient dû être identiques, relate le professeur Drouin. Pourtant, elles ont des fonctions complètement (Le complètement ou complètement automatique, ou encore par anglicisme complétion ou autocomplétion, est une fonctionnalité informatique permettant à...) distinctes et se situent dans des régions différentes de l'hypophyse."

Déconcertés, les chercheurs se sont alors penchés sur une molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la...), Pax7. L'équipe de l'IRCM a démontré son rôle crucial: "Pax7 agit comme une clé qui ouvre une partie du génome, résume Jacques Drouin. C'est ce qu'on appelle un "facteur pionnier". De par ce rôle de pionnier, Pax7 donne accès à 2500 nouveaux sites auxquels les facteurs de transcription peuvent se fixer pour exprimer des gènes qui étaient jusque-là hors de portée."

Une chorégraphie bien minutée

Malgré leur rôle considérable dans le développement de l'embryon (Un embryon (du grec ancien ἔμϐρυον / émbruon) est un organisme en développement depuis la première division de l’œuf ou...), l'action des pionniers demeure peu comprise. En effet, sans facteur pionnier, nos cellules ne pourraient pas se diversifier autant. Leur action doit absolument s'effectuer au bon endroit et au bon moment pour qu'un tissu puisse se développer correctement. Si le mécanisme fait défaut, certains gènes peuvent être exprimés par erreur, ce qui peut mener à la formation de cellules "déréglées"; c'est souvent le cas des cellules cancéreuses.

Pour la suite de ses travaux, l'équipe de l'IRCM souhaite davantage étudier le mécanisme de fonctionnement de Pax7. "Nous voudrions notamment mettre au jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure locale) et sa...) les protéines avec lesquelles Pax7 interagit afin d'ouvrir l'ADN compacté", indique Jacques Drouin.

En effet, les pionniers sont les facteurs clés pour reprogrammer des cellules, par exemple pour produire des cellules sécrétant l'insuline (L'insuline (du latin insula, île) est une hormone peptidique sécrétée par les cellules β des îlots de Langerhans du pancréas. Elle a, avec le glucagon, un rôle majeur dans la...) nécessaire aux diabétiques, ou des neurones pour remplacer ceux qui sont perdus dans le cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de nombreuses fonctions du corps, dont la motricité...) des personnes atteintes de la maladie de Parkinson (La maladie de Parkinson est une maladie neurologique chronique affectant le système nerveux central responsable de troubles essentiellement moteurs d'évolution progressive.). Comprendre les facteurs pionniers constitue donc la priorité pour concrétiser les promesses de la thérapie cellulaire (Dans le cadre des biothérapies, la thérapie cellulaire vise à soigner des cellules ou à soigner un organisme par l'apport de cellules modifiées ou au statut particulier ; les...) et génique. Comme quoi la chasse au trésor ne fait que commencer !

À propos de l'étude

Le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de contribution, et...) de recherche a été réalisé à l'unité de recherche en génétique moléculaire de l'IRCM par Alexandre Mayran, Konstantin Khetchoumian, Yves Gauthier, Aurelio Balsalobre et Jacques Drouin. Fadi Hariri et Tomi Pastinen, du Centre d'innovation Génome Québec et Université McGill, ont également collaboré à l'étude.

La recherche a bénéficié d'un soutien financier des Instituts de recherche en santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.) du Canada et d'une bourse Challenge IRCM de la Fondation de l'IRCM.

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Source: Université McGill
 
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