Les grandes réussites en RDT - Dévoiler les secrets du comportement des cellules
Une hérédité non génétique ne réside pas dans les chromosomes, les structures du noyau cellulaire qui contiennent les gènes. Les gènes sont des séquences d'acides nucléiques qui fournissent les instructions pour le développement et le fonctionnement d'un être vivant. Le projet Epicentromere, qui s'est achevé en mars 2012, a étudié le fonctionnement de la cellule et s'est penché sur ce qu'est exactement l'hérédité, et comment elle fonctionne. L'une de ses grandes réussites a été d'améliorer la compréhension de l'inhibition des gènes. Les conséquences au niveau moléculaire pourraient être considérables en matière de contrôle de l'expression des gènes. Comme l'explique son coordinateur le Dr Lars Jansen, le projet avait pour but de mieux comprendre les dérèglements de l'expression des gènes, par exemple en cas de tumeur: «Il est désormais clair que la formation de tumeurs ne découle pas forcément d'un gène muté. La défaillance peut être au niveau des interrupteurs qui le contrôlent.» Le problème peut donc résider au niveau du système de contrôle des gènes. La génération suivante Pendant longtemps, les scientifiques ont cru que les gènes représentaient le seul héritage transmis par les parents à leurs enfants, et que l'ADN (qui code les instructions génétiques utilisées dans le développement et le fonctionnement de l'être vivant) était le seul détenteur de l'information génétique. Tout le reste découlait de ces gènes. «Cette opinion a changé depuis quelques temps, et on convient de plus en plus qu'il y a autre chose», constate le Dr Jansen. «Les cellules qui se divisent ont des formes et des fonctions différentes, donnant des cellules musculaires, nerveuses et autres. Lorsqu'elles se divisent, elles transmettent leur ADN, mais quelque chose d'autre doit passer puisque toutes les cellules ont les mêmes gènes. Il devait y avoir quelque chose de plus, pour qu'une cellule dans un muscle sache qu'elle est une cellule musculaire.» Nous savons maintenant que même si les cellules disposent des mêmes gènes, tous ne sont pas activés. Par exemple, dans une cellule musculaire, un gène destiné à une cellule hépatique sera inhibé. «Il doit donc y avoir des molécules qui contrôlent cette identité cellulaire, en contrôlant en quelque sorte les interrupteurs», ajoute le Dr Jansen. «La nouveauté est qu'un gène activé, quel qu'il soit, restera activé. Ce facteur est donc hérité, lui aussi.» Le projet avait pour but de trouver comment cette information était maintenue. Cependant, au lieu d'étudier les gènes, le projet s'est intéressé au centromère, la partie du chromosome qui contrôle son comportement. L'équipe du projet Epicentromere a constaté que la position du centromère était toujours définie par certaines protéines et pas par l'ADN comme c'est le cas pour les gènes. Les chercheurs ont donc voulu savoir comment ce groupe de protéines pouvait être hérité. À l'aide de microscopes à fluorescence, l'équipe a suivi ces protéines lors de la division cellulaire. Elle a constaté que ces protéines se répartissent entre les cellules filles, tout comme les gènes. Bien entendu, une question se pose immédiatement: comment le stock de protéines peut-il se maintenir s'il se divise en deux à chaque fois? Le Dr Jansen a supposé l'existence d'un mécanisme responsable de la division des protéines mais aussi de leur fabrication et de leur orientation vers le bon emplacement. Un héritage d'importance Il s'agit d'une hérédité épigénétique, qui ne se fait pas au niveau des gènes. Ceci veut dire que des modifications transmissibles de l'expression des gènes découlent d'autres causes que la séquence d'ADN elle-même. Epicentromere a obtenu ses résultats en découvrant comment les cellules recrutent de nouvelles protéines pour maintenir le nombre voulu. Ce phénomène ne doit se produire qu'une fois par cycle cellulaire, sinon il y aura trop de protéines ou trop peu, et le contrôle ne sera plus le bon. «Nous avons découvert que le phénomène se produit après la division de la cellule, et comment il est contrôlé», déclare le Dr Jansen. «Nous avons découvert un adaptateur, une molécule qui fait le pont en se fixant à une ancienne protéine et à une nouvelle. Ainsi, la cellule s'assure de remplacer la vieille protéine au bon endroit et au bon moment.» Le projet Epicentromere a donc démontré un autre héritage que celui de l'ADN, et comment il est contrôlé dans le temps et dans l'espace. C'est une étape majeure dans la compréhension du rôle des systèmes épigénétiques. - Titre complet du projet: Determining the epigenetic mechanism of centromere propagation - Acronyme du projet: Epicentromere - Référence du projet: 224874 – Nom/pays du coordinateur du projet: Fundacao Calouste Gulbenkian, Portugal - Coût total du projet: 100 000 euros - Contribution de la CE: 100 000 euros - Date de commencement/de fin du projet: d'avril 2008 à mars 2012