L'activation et la transcription génétique
Le noyau des cellules eucaryotes et des mammifères contiennent l'ensemble du matériel génétique de l'organisme. La fonctionnalité de la cellule dépend du gène activé ou désactivé à tout moment. Elle varie en fonction du type de cellules, ainsi, on obtient différentes fonctionnalités sur différentes cellules. Ce type d'expression génétique joue également un rôle essentiel dans la différenciation des cellules souches en différents types de cellules pendant le développement. La transcription et l'expression génétique sont affectées par la proximité des régions chromosomiques à l'enveloppe nucléaire (la barrière séparant les contenus nucléaires du cytosol). Les scientifiques ont récemment démontré que la réimplantation des loci génomiques à la périphérie inhibe l'expression génétique dans des cellules souches embryonnaires de souris (CSEs). Les chercheurs ont tenté de déterminer si cet effet joue un rôle dans la différenciation et le développement dans le cadre du projet GRPN («Gene regulation at the nuclear periphery») financé par l'UE. Le gène PTN (pléiotrophine proneuronale), un régulateur important de la neurogenèse, s'éloigne de la périphérie lorsqu'il est activé pendant la différenciation neuronale dans les CSEs. Les scientifiques ont employé deux modèles in vitro de CSEs pour étudier les effets d'activation génétique. Les CSEs ont été différenciées dans les cellules souches épiblastiques embryonnaires (CSEE) et les cellules neuronales progénitrices (CNP, qui forment le neuroéctoderme). Les CSEE sont des cellules souches pluripotentes capables de se développer en n'importe quel type de cellule. Trois des cinq loci dans les CSEE se sont déplacés vers le centre du noyau, un déplacement qui a été associé à l'activation génétique comme le démontre l'état de transcription. Les deux autres loci nécessitaient une différenciation des CNP pour se déplacer. Afin de comprendre si le déplacement précède l'activation génétique ou résulte de cette dernière, les scientifiques ont activé le gène PTN dans les CSE de souris. Le résultat a été une multiplication par 25 de l'expression génétique en plus d'une réimplantation vers le centre du noyau, ce qui a fourni les premières preuves expérimentales que l'activation de transcription suffit à induire le repositionnement nucléaire dans un gène endogène. Une meilleure compréhension des mécanismes contrôlant l'expression génétique dans les cellules souches pourrait ouvrir une voie d'activation et d'inhibition de certains gènes pour une thérapie ciblée. Grâce au financement de l'UE au projet GRPN, les scientifiques ont découvert une pièce importante du puzzle en plus de son emplacement.