L'épigénétique de la levure
Les cellules possèdent un mécanisme appelé mémoire transcriptionnelle qui leur permet de se souvenir quels gènes ils doivent exprimer et quand. Ainsi, elles réagissent rapidement à leurs indices environnementaux. Il est aujourd'hui largement reconnu que la mémoire transcriptionnelle fait partie du profil épigénétique de la cellule, qui est transmis à sa progéniture à travers un mécanisme inconnu. L'hétérogénéité cellulaire empêche notre capacité à définir l'héritabilité de l'épigénétique et met l'accent sur de nouvelles approches à cellule unique. Dans ce contexte, les scientifiques de l'initiative TXNMEMGAL1 (Single-cell dynamics of Gal1 transcriptional memory inheritance in Saccharomyces cerevisiae), financée par l'UE, se sont engagés à observer ces processus dans les cellules vivantes. C'est pourquoi ils ont choisi d'étudier la levure de bourgeonnement Saccharomyces cerevisiae et notamment le gène Gal1, qui est impliqué dans le métabolisme du galactose. La recherche antérieure indique que les cellules de la levure jamais exposées au galactose présentent une réponse transcriptionnelle au Gal1 plus lente que celles cultivées en présence du galactose. Les enzymes qui remodélisent la chromatine et les modificateurs d'histone semblent affecter en partie ce processus. Les chercheurs souhaitaient délimiter la façon dont les cellules de la levure transmettent la mémoire transcriptionnelle à leur progéniture et sur combien de générations cette mémoire est propagée. À l'aide d'une approche microfluidique de pointe, ils ont à plusieurs reprises interverti les cellules de la levure du galactose au glucose. Ils ont ainsi pu disséquer la mémoire transcriptionnelle de Gal1 et l'hérédité dans des cellules de la levure unique, et identifier des facteurs innovants impliqués dans la mémoire du Gal1. Ils ont examiné plus de 500 souches présentant des mutations dans les facteurs liés à la chromatine afin de comprendre comment ces régulateurs affectent la réinduction de Gal1 au niveau transcriptionnel, et grâce à la biochimie de chromatine. Ensemble, les outils et les découvertes de l'étude TXNMEMGAL1 fournissent des informations uniques sur la mémoire transcriptionnelle et l'héritage épigénétique au niveau de la cellule. Étant donné la conservation des mécanismes parmi les cellules eucaryotes, ces informations devraient s'étendre aux cellules humaines et aider à comprendre les réponses cellulaires intégrées aux changements environnementaux.
Mots‑clés
Épigénétique, levure, mémoire transcriptionnelle, Gal1