Des scientifiques éclaircissent le mystère de la mémoire épigénétique
Une nouvelle étude britannique apporte des éclaircissements sur la capacité d'un organisme à créer une mémoire biologique à partir d'un facteur variable comme la température ou la nutrition. Présentés dans la revue Nature, les résultats informent sur les mécanismes de cette mémoire, que les experts considèrent comme une sorte «d'interrupteur biologique» et comment elle peut être transmise aux descendants. Réalisée par des chercheurs du John Innes Centre (JIC), les travaux ont été financés en partie par le projet ENVGENE («Dissection of environmentally mediated epigenetic silencing»), qui a reçu 2,45 millions d'euros au titre d'une bourse pour chercheurs indépendants (Advanced Investigator) du Conseil européen de la recherche (CER) via le septième programme-cadre (7e PC) de l'UE. «Nous connaissons maintenant quelques exemples de l'impact à long terme des facteurs de l'environnement sur l'activité des gènes», explique le professeur Martin Howard, auteur principal de l'étude, du département de biologie des systèmes et informatique au JIC. «Dans certains cas, l'environnement d'un individu peut réellement affecter la biologie ou la physiologie de ses descendants, sans modifier le génome.» Des études ont montré que dans les familles où la génération des grands-parents a souffert d'un sérieux manque de nourriture, les enfants et les petits-enfants ont davantage de chances d'être atteints de maladies cardiovasculaires ou de diabète. La mémoire épigénétique pourrait être une explication. L'élément qui manquait au puzzle consistait à expliquer comment un individu pouvait développer la 'mémoire' d'une condition variable. L'étude du JIC s'est attaquée à ce point, sous la direction du professeur Howard et du professeur Caroline Dean du département de biologie cellulaire et du développement. L'équipe du JIC est partie de la capacité des plantes à se 'souvenir' de la longueur de l'hiver pour déclencher la floraison, afin que le développement, la pollinisation, la dissémination des graines et la germination surviennent au bon moment. «Nous possédons déjà pas mal de connaissances sur les gènes impliqués dans la floraison» ajoute le professeur Howard, «et il était clair que quelque chose, pendant l'hiver, contrôlait le déclenchement de la floraison en fonction de la durée du froid.» Les chercheurs ont procédé à des analyses d'expériences et appliqué des modèles mathématiques pour expliquer comment un gène important (nommé FLC) est activé ou désactivé dans une cellule et dans tous ses descendants. Selon l'équipe, la durée des températures froides précédentes augmente le nombre de cellules dont le gène FLD est désactivé, ce qui retarde la floraison. C'est le phénomène de mémoire épigénétique. La mémoire épigénétique adopte diverses formes mais l'une des principales implique les histones, les protéines autour desquelles peut s'enrouler l'ADN (acide désoxyribonucléique). Elles peuvent être porteuses de modifications chimiques particulières, susceptibles d'activer ou de désactiver l'expression des gènes à proximité. Ces modifications peuvent être transmises aux cellules filles, voire se retrouver dans les gamètes (les cellules reproductrices). Le modèle a permis de prévoir que le gène FLC est totalement activé ou désactivé dans une cellule donnée, et que le nombre de cellules dans l'état désactivé augmente avec la durée des températures hivernales. Le Dr Jie Song, membre du groupe du professeur Dean et co-auteur de l'étude, a découvert que l'histone à proximité du gène FLC était modifiée par le froid, ce qui expliquait l'effet sur le gène. Le professeur Douglas Kell du Biotechnology and Biological Sciences Research Council (le BBSRC, qui a participé au financement de l'étude), déclare: «Ces travaux nous éclairent sur un phénomène crucial pour la production d'aliments: le déclenchement de la floraison en fonction des variations climatique. En outre, ils exposent un mécanisme important qui agit directement en biologie.»Pour de plus amples informations, consulter: John Innes Centre (JIC): http://www.jic.ac.uk/corporate/index.htm Revue Nature : http://www.nature.com/
Pays
Royaume-Uni