Les travaux sur le mécanisme de la mémoire cellulaire pourraient aider à identifier les mutations pathogènes
Lorsqu'une cellule «mère» se divise en cellules «filles», soit une fois par 24 heures, ces dernières héritent de l'identité et des fonctions de la mère. Une équipe du Karolinska Institutet de Suède a récemment dévoilé, à l'aide de diverses institutions et de projets financés par l'UE, les mécanismes à l'origine de cette transmission de la mémoire. Bien que cela puisse paraître anecdotique pour le profane, la façon dont nos cellules se divisent en continu pour former deux copies identiques est la clé même de notre propre existence. Sans la division cellulaire, nous ne serions capables ni de nous développer, ni de guérir de nos blessures. En fait, la plupart des espèces qui peuplent notre planète, y compris l'être humain, ne pourrait tout simplement pas exister. Malgré leur importance, certains des mécanismes découlant de la division cellulaire sont encore inconnus. C'était le cas de la transmission de «mémoire cellulaire», un processus qui permet aux cellules filles d'hériter des fonctions (comme la production d'insuline, par exemple) des cellules mères. Malgré de nombreuses années de recherche intense, aucun mécanisme général pouvant expliquer comment cela fonctionne n'avait encore été découvert. Certes, le processus est ahurissant: les facteurs de transcription, des protéines liées à des séquences d'ADN spécifiques, contrôlant le flux de l'information génétique et déterminant ainsi l'identité et la fonction de la cellule, sont effacés chaque fois qu'une cellule se divise. Curieusement, ces schémas de liaison sont finalement rétablis dans les deux cellules mères et filles. Un mystère? Plus aujourd'hui, selon Jussi Taipale, professeur au Département de sciences biologiques et de la nutrition (Bionut) au Karolinska Institutet et à la tête de l'équipe de recherche derrière cette découverte. «Le problème est qu'il y a tellement d'ADN dans une cellule qu'il serait impossible pour les facteurs de transcription de retrouver leur chemin dans un laps de temps raisonnable. Nous avons cependant trouvé un mécanisme potentiel qui expliquerait la façon dont fonctionne cette mémoire cellulaire et comment elle aide la cellule à mémoriser l'ordre existant avant la division de la cellule, aidant ainsi les facteurs de transcription à retrouver leur place», explique Jussi Taipale. L'équipe du projet a élaboré la cartographie la plus complète des facteurs de transcription dans une cellule et a ainsi constaté qu'un grand complexe protéique, appelé cohésine, se positionne comme un anneau autour des deux brins d'ADN formés par la division d'une cellule et marque pratiquement tous les endroits sur l'ADN où les facteurs de transcription étaient fixés. La cohésine entoure le brin d'ADN et les complexes de protéine reproduisant l'ADN peuvent alors passer à travers l'anneau sans le déplacer. Une fois les deux nouveaux brins d'ADN pris dans l'anneau, une seule cohésine est nécessaire pour les marquer tous les deux, permettant ainsi aux facteurs de transcription de trouver leur région de fixation d'origine sur les deux brins d'ADN. «Nous devons continuer la recherche avant d'être réellement sûrs, mais jusqu'à présent, toutes les expériences soutiennent notre modèle», déclare Martin Enge, professeur adjoint à Bionut, du Karolinska Institutet. Les facteurs de transcription jouent un rôle crucial dans de nombreuses maladies, dont le cancer et de nombreuses maladies héréditaires. La découverte faite par l'équipe pourrait donc avoir des conséquences directes pour les patients atteints de cancer ou de maladies héréditaires, avec la cohésine fonctionnant comme un indicateur de séquences d'ADN qui peuvent contenir des mutations pathogènes. «Nous analysons actuellement les séquences d'ADN situées directement dans les gènes et représentant environ trois pour cent du génome. Cependant, la plupart des mutations dont il est prouvé qu'elles provoquent le cancer sont situées en dehors des gènes. Nous ne pouvons pas les analyser de manière fiable, le génome est tout simplement trop grand. Mais en analysant uniquement des séquences d'ADN qui se lient à la cohésine, soit environ un pour cent du génome, nous pourrions analyser les mutations d'un individu et faciliter les études permettant d'identifier de nouvelles mutations délétères», conclut Martin Enge. Le projet a été soutenu par le Centre de biosciences du Karolinska Institutet, de la fondation Knut and Alice Wallenberg, du Conseil suédois de la recherche, du laboratoire Science for Life, de la fondation suédoise contre le cancer, d'une subvention avancée du CER, GROWTHCONTROL, et d'un projet de santé du 7e PC de l'UE intitulé SYSCOL.Pour plus d'informations, veuillez consulter: Karolinska Institutet http://ki.se/?l=en SYSCOL http://syscol-project.eu/ Fiche d'informations du projet:
Pays
Suède