Des chercheurs européens expliquent l'origine de la régulation des chromosomes sexuels
Des chercheurs allemands et britanniques ont révélé de nouvelles informations concernant la régulation des chromosomes sexuels. Ils sont parvenus à identifier l'enzyme responsable de la compensation du dosage hormonal chez les mâles. Les travaux, partiellement financés par l'UE, sont publiés dans la revue Cell. Les chromosomes sont des brins de gènes longs et filamenteux qui contiennent les informations héréditaires. Ils sont composés d'ADN et de protéines, et se trouvent dans le noyau de nos cellules. Pour chaque espèce vivante, des insectes aux êtres humains, le sexe est déterminé par la présence ou l'absence des fameux chromosomes X et Y. Les femelles possèdent deux copies du chromosome X, alors que les hommes, eux, possèdent un chromosome X et un chromosome Y. Étant donné que les femmes possèdent deux copies, elles peuvent produire deux fois plus de protéines à partir des gènes situés sur le chromosome X que les mâles. Pour compenser ce déséquilibre, des mécanismes de dosage sont utilisés pour équilibrer l'expression du chromosome X chez les deux sexes. Chez la drosophile, les gènes liés au chromosome X doublent leurs activités pour combler les carences en protéines. Des recherches ont permis d'identifier le mécanisme qui permet la compensation du dosage chez les drosophiles mâles, mécanisme appelé «male-specific lethal complex» (MSL, pour complexe fatal spécifique aux mâles). Cependant, les chercheurs ignorent encore le fonctionnement de ce mécanisme. C'est à ce moment-là qu'interviennent les chercheurs du Laboratoire européen de biologie moléculaire (LEBM) à Heidelberg, en Allemagne, ainsi que le LEBM-Institut européen de bioinformatique (LEBM-EBI) à Hinxton, au Royaume-Uni. Ces derniers ont identifié un composant dans le mécanisme: l'enzyme MOF («males-absent-on-the-first»). En performant un criblage génomique, les chercheurs ont observé la manière dont l'enzyme (que l'on retrouve chez les deux sexes) se lie différemment sur les chromosomes des mâles et des femelles. Sur les autosomes, c'est-à-dire les chromosomes non sexuels, ainsi que sur les chromosomes X de la femelle, la MOF se fixe à l'extrémité du gène, à l'endroit où débute la transcription. Par transcription, on entend le processus de lecture d'une séquence d'ADN du gène, à l'origine de la formation d'ARN messager. Cet ARN messager se traduit alors en protéines. Sur les chromosomes X du mâle, en revanche, la MOF se fixe plutôt à la fin du gène. La MOF semblerait ouvrir l'ADN vers la fin du gène, s'assurant ainsi que la transcription soit accomplie avec succès. «On peut se représenter la machine de transcription qui se déplace le long de l'ADN comme un train sur des rails. Lorsque les rails sont bloqués, le train peut dérailler, ce qui résulte en une transcription incomplète», explique Juanma Vaquerizas, du LEBM-EBI, qui a également participé à l'analyse des données. «Il semblerait que la MOF dégage les rails tout au long du chromosome X mâle, alors que sur le chromosome femelle, les obstructions sont plus fréquentes.» Étant donné que le processus de transcription n'est pas entravé sur le chromosome X mâle, davantage de protéines sont produites chez le chromosome X mâle que chez les deux chromosomes X femelles, sur lesquelles la transcription a été interrompue. Cette différence au niveau de la fixation permet de s'assurer que le nombre de protéines produites par les chromosomes X des deux sexes soit équilibré. La MOF est la première enzyme du mécanisme MSL à se comporter différemment en fonction de la localisation du gène cible, sur un chromosome sexuel ou sur un autre chromosome chez les mâles. «La MOF se transmet entre espèces; elle a également un homologue humain. Le mécanisme de compensation de dosage est complètement différent chez les mammifères; il serait donc intéressant de découvrir le rôle fonctionnel de cet enzyme dans ce contexte», explique Paul Bertone, du LEBM-EBI. Le soutien de l'UE pour ces travaux de recherche provient du réseau Epigenome et d'une bourse de démarrage Marie Curie pour chercheurs débutants au titre du sixième programme-cadre (6e PC).
Pays
Allemagne, Royaume-Uni