L’ADN que les humains acquis à partir de virus anciens joue un rôle clé dans la commutation de parties de notre code génétique sur et désactivé, a révélé une nouvelle étude.
Près de la moitié du génome humain se compose de segments appelés éléments transposables (TES), également connu sous le nom de « gènes de saut » car ils peuvent sauter autour du génome. Certains de ces TES sont des restes de virus anciens qui se sont ancrés dans les génomes de nos ancêtres et ont été transmis sur des millions d’années.
Pendant des décennies après la découverte de TES, les scientifiques ont supposé qu’ils ne servaient aucun objectif utile – qu’ils étaient de l’ADN « indésirable ». Mais cette nouvelle étude ajoute aux preuves de montage que cette description était loin d’être correcte.
Loin d’être des fossiles sans fonction, ces étirements ostensiblement dormants de notre ADN pourraient être cruciaux dans la régulation de l’expression des gènes, en particulier pendant le développement précoce, suggère la recherche. Les scientifiques ont publié leurs conclusions le 18 juillet dans la revue Avancées scientifiques.
« Notre génome a été séquencé il y a longtemps, mais la fonction de bon nombre de ses parties reste inconnue », co-auteur de l’étude Hiromi Nakao-inouecoordinatrice de la recherche à l’Institut de l’étude avancée de la biologie humaine de l’Université de Kyoto, dit dans un communiqué. « On pense que des éléments transposables jouent un rôle important dans l’évolution du génome, et leur signification devrait devenir plus claire car la recherche continue de progresser. »
Pas si junky après tout
Les TE ont été jugés «indésirables» parce qu’ils semblaient non pertinents pour la création de protéines – les molécules qui construisent des cellules et les maintiennent en marche. Alors que les gènes transportent des plans pour les protéines, ces éléments répétitifs et transposables ont longtemps été rejetés comme l’ADN « non fonctionnel ».
Pourtant, ces dernières années, les preuves ont commencé à s’accumuler que ces parties répétitives de nos génomes jouent un rôle dans la régulation des gènes. Par exemple, leur Les codes sont souvent utilisés pour faire sans codage ARNune molécule qui peut agir sur d’autres gènes pour différencier les cellules et réguler la croissance des embryons.
Une étude plus détaillée des éléments transposables a également été rendue possible par Crispr. Le célèbre outil d’édition de gènes a permis aux scientifiques de regarder comment les TES influencent le Structure de la chromatine – le mélange d’ADN et de protéines à partir desquels les chromosomes sont fabriqués – et Sautez l’activité des gènes d’un embryon après la fertilisation.
Les scientifiques derrière la nouvelle recherche se sont concentrés sur une famille spécifique d’ET appelée Mer11. La famille appartient à une plus grande classe d’ET qui est entrée dans les génomes des primate il y a environ 40 millions d’années.
Les chercheurs ont classé les séquences au sein de la famille Mer11 en fonction de leurs relations évolutives les unes avec les autres. Cela a produit quatre sous-groupes de Mer11_g1 (le plus âgé) à Mer11_G4 (le plus jeune).
Pour voir quels effets ces TE ont sur les cellules, ils ont inséré près de 7 000 des séquences dans des cellules dans les plats de laboratoire. Les séquences, tirées de l’homme et d’autres primates, ont été placées à l’intérieur des cellules souches et des cellules neuronales à un stade précoce, dont l’activité génique a ensuite été mesurée.
Leurs résultats ont montré que les plus jeunes membres de la famille Mer11 – Mer11_G4 – avaient une forte capacité à activer les gènes. Ils étaient équipés de «sites de liaison au facteur de transcription» uniques, qui sont des motifs d’ADN qui sont essentiels au développement et agissent comme des coussinets d’accueil pour les protéines qui contrôlent l’expression des gènes.
Des variations subtiles dans les séquences Mer11_G4 existaient également entre les humains, les chimpanzés et les macaques, avec des variations modifiant l’effet régulateur des séquences d’espèces à l’espèce.
« L’étude souligne à quel point il reste à apprendre de la séquence du génome », » Cristina Tufarelliun généticien au centre de recherche sur le cancer de l’Université de l’Université de Leicester, qui n’a pas été impliqué dans l’étude, a déclaré à Live Science. « Surtout en ce qui concerne les répétitions de transposon en forme de virus dont la variété entre et au sein des familles a été largement négligée. »
Elle a ajouté que le travail ouvrira plusieurs voies pour une enquête future. « L’approche pourrait être appliquée à n’importe quel élément transposable avec le potentiel d’aider à acquérir une connaissance plus approfondie d’autres éléments avec des fonctions réglementaires potentielles », a-t-elle déclaré.
Tufarelli a ajouté que les futures expériences pourraient impliquer de supprimer certaines parties de l’ETS avec CRISPR pour aider à démêler leurs rôles dans la régulation de l’expression des gènes en santé et en maladie.
