L'histoire des gènes sauteurs

Ce phénomène est tellement important au cours de l’évolution des espèces que les gènes sauteurs sont à l’origine de près de la moitié des chromosomes humains, et parfois encore plus dans d’autres espèces. Certains de ces fragments d’ADN que l’on trouve chez l’Homme sont très anciens, datant de l’origine des mammifères ou des primates, et ont depuis perdu leur capacité à passer d’un chromosome à l’autre. On peut les comparer à des fossiles génétiques. Mais d’autres, comme les rétrotransposons de type L1, sont toujours actifs.

En voyageant librement dans notre génome, ces rétrotransposons réécrive notre ADN, activant ou désactivant certains aspects du fonctionnement cellulaire, voire en créant de nouvelles fonctions. Autrement dit, ils modifient le sens du paragraphe dans lequel ils s’insèrent. Parfois cette capacité à créer de nouvelles fonctions cellulaires ou physiologiques peut être bénéfique, ou simplement nous rendre différents les uns des autres. Mais elle peut également devenir dangereuse.

En effet, en s'insérant de manière inappropriée, ils peuvent perturber l'équilibre finement régulé des processus cellulaires. Ces perturbations conduisent parfois à des anomalies génétiques ou contribuent au développement de certains cancers, comme les cancers du système digestif ou des poumons, où ils sont particulièrement actifs, en transgressant les mécanismes cellulaires qui contrôlent habituellement leurs déplacements.

C'est là qu'intervient le projet ImpacTE. Les chercheurs essaient de comprendre comment les rétrotransposons de type L1, affectent nos chromosomes – notre livre génétique - pour prédire les copier-coller qui sèment la zizanie, ceux qui n’ont finalement que peu de conséquences, et ceux qui ont contribué à écrire une nouvelle histoire, chez les mammifères, les humains ou même chez certains individus.

Pour parvenir à leurs fins, ils combinent des techniques avancées de biologie moléculaire. Par exemple, ils peuvent lire l’ADN des cellules grâce au séquençage de très grands fragments d’ADN par nanopore. Cette approche permet la lecture de paragraphes entiers plutôt que de phrases dans le désordre. Ils utilisent aussi des technologies d’ingénierie génomique. Grâce aux ciseaux moléculaires CRISPR, ils peuvent couper l’ADN à des endroits précis, pour remplacer une phrase par une autre dans nos chromosomes.

Ces recherches aideront à interpréter les résultats du séquençage de l’ADN utilisé pour diagnostiquer certaines maladies génétiques ou les cancers, et à comprendre le rôle des gènes sauteurs dans l’évolution des mammifères et les pathologies humaines.

D’ores et déjà ces expériences ont apporté leur lot de surprises. Certains gènes sauteurs ne se contentent pas d’altérer le message génétique à leur site d’insertion, mais modifient à distance la façon dont ce message est interprété par la cellule. Ils agissent notamment à travers des modifications épigénétiques, de petites modifications chimiques de l’ADN ou des protéines qui servent à l’empaqueter. Celles-ci jouent le rôle d’un surligneur qui pointe différentes fonctions dans l’ADN. Or les gènes sauteurs portent leur propres marques épigénétiques et peuvent les transmettre à l’ADN qui les entoure, modifiant sa lecture par la cellule. Ces nouveaux travaux ont aussi mis en lumière un autre phénomène : en s’insérant dans une nouvelle page, les gènes sauteurs modifient les conditions dans lesquelles celle-ci est lue, notamment en réponse à des signaux hormonaux. Les gènes sauteurs apparaissent décidément comme de puissants moteurs de l’évolution ! L’équipe du projet ImpacTE cherche à présent à comprendre comment les gènes sauteurs sont contrôlés au niveau cellulaire, et parfois dérégulés dans certaines pathologies comme le cancer ou au cours du vieillissement.

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Découvrez le portrait de Gaël Cristofari à l'origine du projet IMPACTE !

Très bientôt, Ne manquez pas notre prochaine vidéo sur l'histoire des gènes sauteurs, présentée par Gaël Cristofari, chercheur à l'Institut de Recherche sur le Cancer et le Vieillissement. Au format 'WhiteBoard', cette vidéo propose une présentation claire et concise, illustrée par des dessins simplifiés des concepts scientifiques. Restez connectés !

Imaginez que notre ADN soit comme un immense livre qui raconte comment notre corps fonctionne. Cependant, au sein de ce livre, il y a des paragraphes spéciaux qui aiment jouer et se déplacer, ils sont appelés « gènes sauteurs », ou « transposons ». Mais comment ces gènes sauteurs réussissent-ils à se déplacer et quel rôle jouent-ils réellement dans notre génétique ? Restez à l’écoute pour découvrir les réponses dans notre prochaine vidéo !