Pendant des années, les scientifiques se sont penchés sur les chromosomes humains et sur l’ADN qu’ils véhiculaient, examinant le code génétique de chaque cellule pour déterminer, par exemple, la couleur de nos yeux, ou des maladies congénitales. Une récente étude, cependant, suggère que le mouvement des chromosomes dans les cellules peut également jouer un rôle.
Des chercheurs de l’Université du Texas, à Austin, ont récemment cartographié le mouvement d’un chromosome pour la première fois en utilisant la modélisation informatique, pour montrer comment des milliards de paires de bases d’ADN se rassemblent dans une cellule. Le mouvement est lent, différant d’un type de cellule à l’autre et même entre cellules du même type. Comprendre mieux ce mouvement pourrait avoir de grandes implications pour l’étude des maladies génétiques, de la santé humaine et de l’édition de gènes.
« Plutôt que la structure, nous avons choisi d’examiner la dynamique pour comprendre non seulement comment cette énorme quantité d’informations génétiques est présentée, mais aussi comment évoluent les différents locus, explique le biophysicien Dave Thirumalai, de l’Université du Texas à Austin. Nous avons appris que ce n’est pas seulement le code génétique dont vous devez vous préoccuper. Si la synchronisation du mouvement est désactivée, vous pourriez vous retrouver avec des aberrations fonctionnelles« .
L’équipe de recherche a examiné deux chromosomes humains différents – 5 et 10 – pour voir comment ils se déplacent. Dans le GIF ci-dessous, vous pouvez voir le chromosome 5. Juste après la réplication – qui fait partie du processus de division cellulaire – vous pouvez le voir se rassembler en petits paquets situés le long d’une chaîne – comme des perles sur une ficelle – puis en s’effondrant en une boule serrée.
« Nous avons constaté que le mouvement des chromosomes était lent, rappelant un comportement semblable à celui du verre, poursuit le chercheur. Nous pensons que cela pourrait avoir de profondes conséquences sur le comportement individuel et collectif des cellules. En outre, différentes régions du chromosome se déplacent à des vitesses différentes« .
Et cela pourrait avoir des conséquences sur la santé – les gènes de ces deux chromosomes sont en effet associés à toute une gamme de maladies. Pour le chromosome 5, c’est la maladie de Parkinson, certaines formes de leucémie et la stérilité masculine. Le chromosome 10, de son côté, est associé à une maladie du sang appelée porphyrie, un type de cancer du cerveau agressif appelé glioblastome, et une forme de surdité congénitale.
Nous savons où les gènes associés à ces affections sont situés sur le chromosome, ce qu’on appelle le locus. Mais cette nouvelle recherche suggère que le simple fait de savoir où ils se trouvent peut ne pas raconter toute l’histoire. La manière dont ces locus se déplacent dans l’espace pourrait également jouer un rôle.
L’expression génétique, l’une des fonctions biologiques les plus importantes des cellules, se présente ainsi comme un processus dynamique plutôt qu’un état statique.
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