Nous commençons notre vie comme une seule cellule. Celui-ci est divisé en milliards de cellules qui acquièrent des tâches spécifiques, telles que la communication dans le cerveau et la contraction des muscles. Cependant, la séquence d’ADN reste identique dans chacune de nos cellules. Comment les cellules, qui contiennent toutes la même séquence d’ADN, accomplissent-elles des tâches aussi variées ?
Jusqu’à présent, nous avons compris que les cellules spécialisées (comme les cellules cérébrales et musculaires) diffèrent les unes des autres en fonction des gènes qu’elles expriment. En d’autres termes, si toutes les cellules contiennent les mêmes gènes, seule une fraction de ces gènes est « activée » dans un type de cellule donné. La recherche en « épi »génétique a montré que l’ADN et les protéines qui l’entourent sont ornés de modifications qui déterminent si un gène est activé ou désactivé, sans changer la séquence d’ADN elle-même. Non seulement l’épigénétique est importante pour transformer une cellule simple en un organisme doté de tâches complexes, mais dans les cellules cancéreuses, l’épigénome est perturbé.
Utiliser des cellules souches pour modéliser la reprogrammation épigénétique
Dans un article publié dans Nature Biologie structurale et moléculaireles scientifiques ont simulé en laboratoire les premiers stades du développement embryonnaire chez la souris afin d’étudier l’effet de l’établissement de modifications épigénétiques dans l’embryon. Ils ont découvert que deux modifications épigénétiques qui répriment individuellement l’activation des gènes peuvent se rencontrer et s’annuler, conférant ainsi de manière non intuitive une activation des gènes. Ils ont découvert de nombreux gènes affectés par ce processus.
Manipuler l’épigénome pour démontrer la fonction de méthylation de l’ADN
De plus, ils ont utilisé diverses techniques de pointe, notamment l’édition de l’épigénome à l’aide d’un système CRISPR/Cas9 pour modifier avec précision les marques de méthylation de l’ADN au niveau des gènes d’intérêt. Ces outils leur ont permis de valider leurs résultats, qui permettent d’expliquer comment certains gènes sont naturellement activés au cours du développement. Il est intéressant de noter que les modifications épigénétiques établies au cours du développement sont héritées à l’âge adulte, fournissant des informations sur l’activation ou la désactivation des gènes tout au long de la vie. Dans l’ensemble, cette recherche approfondit notre compréhension de l’interaction entre deux mécanismes responsables du silençage génétique, avec des implications importantes pour plusieurs cancers où ces deux voies sont dérégulées.
