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Actualités scientifiques

Une nouvelle pièce dans le puzzle de l’expression génique

L’ajout d’un groupe acétyle au niveau de la lysine affecte son interaction avec l’ADN et favorise ainsi l’expulsion de l’histone. L’espace libéré sur la fibre d’ADN permet l’arrimage des protéines de la transcription et ainsi l’expression du gène. 

Regulation of Transcription through Acetylation of H3K122 on the Lateral Surface of the Histone Octamer.

Tropberger P, Pott S, Keller C, Kamieniarz-Gdula K, Caron M, Richter F, Li G, Mittler G, Liu ET, Bühler M, Margueron R, Schneider R.

Cell 14 février 2013


14 février 2013

La découverte des mécanismes qui sous-tendent l'expression des gènes est cruciale pour comprendre les mécanismes de division cellulaire, de développement ou de formation de cancers. L'équipe de Robert Schneider à l'IGBMC a découvert un nouveau processus qui régule directement l'expression des gènes. Leurs résultats sont publiés le 14 Février dans la revue Cell.



Lorsque l'on compare un neurone et une cellule musculaire, leur apparence diffère à bien des égards. Pourtant, au sein du même organisme, chaque cellule a le même patrimoine génétique. Ces différences morphologiques peuvent être expliquées par le fait que certains gènes sont exprimés spécifiquement dans un type cellulaire et non dans d'autres. Depuis de nombreuses années, la communauté scientifique s’attache à comprendre les phénomènes dits de modifications épigénétiques mis en cause dans la régulation de l'expression génétique, sans pour autant impliquer de mutation de la séquence d’ADN. Ces changements consistent en l’ajout de petits groupements chimiques sur l’ADN ou les protéines qui le structurent et permettent le contrôle de l’état de condensation du matériel génétique.


Au cours de la vie d'une cellule, l'ADN se trouve sous différents états de condensation. Les chromosomes mitotiques,  par exemple,  sont la manifestation du niveau de compaction le plus élevé de la chromatine. Fondamentales dans le processus de compaction de l'ADN,  les  protéines histones structurent notre matériel génétique, en permettant  à la molécule d’ADN de s’enrouler autour d’elles. À ce jour, les principaux sites de modifications épigénétiques connus sont situés sur les queues des histones. Les ajouts et suppressions de petits groupes chimiques, tels que des groupes acétyle ou méthyle, peuvent modifier la compaction de l’ADN et ainsi donner une indication du niveau de l'expression génétique.


En partenariat avec des chercheurs de l'Institut Curie, l'équipe de Robert Schneider à l'IGBMC a révélé que l’addition d'un seul groupe acétyle au niveau du domaine globulaire d'une histone a un effet direct sur l'expression génétique. Cet ajout a lieu sur un acide aminé particulier, la lysine numéro 122 de l’histone H3. Ceci entraine une diminution de l'interaction entre la protéine et l'ADN, aboutissant à leur expulsion. Ainsi, la portion d'ADN devient accessible aux protéines responsables de la transcription, entraînant une augmentation de l’expression du gène.


Pour la première fois, cette étude démontre un lien direct entre une modification des histones portant sur un acide aminé spécifique et l'activité transcriptionnelle. Cela suggère que la modification des histones joue un rôle crucial dans le contrôle de l’expression des gènes plutôt que d'être un sous-produit de la transcription. La prochaine étape sera de découvrir quels sont les mécanismes complexes qui régissent l’acétylation de la lysine 122.

 

En ouvrant de nouvelles perspectives sur le fonctionnement des « modifications  épigénétiques », cette étude contribue à une meilleure compréhension des mécanismes de régulation de l'expression génétique chez les individus sains mais également dans un contexte pathologique tel que le cancer.

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