Des séquences génétiques « allument » ou « éteignent » les gènes.

Des séquences génétiques « allument » ou « éteignent » les gènes.

Les chromosomes, faits d'ADN (acide désoxyribonucléique), sont le support de notre patrimoine génétique, de nos gènes, qui commandent le fonctionnement de nos organes, par le biais des protéines. Mais les chromosomes contiennent aussi, au-delà des gènes eux-mêmes, d'autres éléments de l'ADN, dits «ADN poubelle», parce que l'on pensait qu'ils ne servaient à rien. Une équipe internationale de 400 chercheurs vient de découvrir qu'ils jouent en réalité un rôle essentiel dans la régulation de l'activité des gènes et dans certaines maladies. La grande majorité de cet «ADN poubelle» «serait en fait une vaste table de contrôle avec des millions d'interrupteurs régulant l'activité de nos gènes. Sans ces interrupteurs, les gènes ne fonctionneraient pas et des mutations dans ces régions pourraient induire des maladies», souligne un résumé de ces travaux publiés mercredi dans plusieurs revues scientifiques dont Nature et Science.

Pierre Tambourin, le directeur général du Génopole à Évry, a qualifié cette découverte de très importante car elle montre que l'ADN non codant est essentiel à la vie. «C'est presque aussi important que la publication de la séquence du génome de l'homme», estime-t-il. L'ADN humain est composé de 3,3 milliards de paires de bases. Mais seulement 2 à 3 % de ce matériel sont codants. Le reste du génome, soit 3,25 milliards de paires de base, avait été qualifié au départ «d'ADN poubelle» parce qu'on l'avait jugé inutile.

Dans le vaste projet Encode lancé en 2003 pour réaliser une gigantesque encyclopédie de l'ADN, l'équipe de chercheurs vient d'identifier 4 millions d'«interrupteurs» génétiques. «Notre génome est en vie grâce à ces millions d'interrupteurs qui déterminent si un gène doit être “allumé” ou “éteint”», explique Ewan Birney du Laboratoire européen de biologie moléculaire et de bio-informatique (LEBM-IEB), coordonnateur en chef de l'analyse. «Dans la plupart des cas nous savons quels gènes jouent un rôle dans une maladie, mais pas quels interrupteurs sont impliqués», indique pour sa part Iam Durham, un chercheur au LEBM-IEB, qui souligne qu'Encode fournit des «pistes prometteuses pour la découverte de mécanismes clés dans les maladies».

Un véritable tableau de contrôle comprenant des millions d'interrupteurs régulant l'activité de nos gènes. Ce que l'on qualifiait, jusqu'à présent, d'ADN poubelle faute d'en connaître la véritable fonction, vient de livrer ses secrets. Pour obtenir ce résultat, des centaines de chercheurs de 6 pays se sont associés au sein du projet ENCODE.

Leurs résultats font l'objet de pas moins de 30 articles reliés les uns aux autres et publiés en libre accès dans 3 revues scientifiques : Nature, Genome Biology et Genome Research. Une orchestration rare. ENCODE fournit une carte détaillée du fonctionnement du génome qui comprend 4 millions d'interrupteurs de gènes. Cette cartographie va ouvrir de multiples pistes de recherches sur les maladies humaines.

80% du génome sert à quelque chose

Il faut dire que la découverte est de taille. Sans les millions d'interrupteurs de l'ADN ex-poubelle, les gènes ne pourraient pas fonctionner et les mutations qu'ils subiraient engendreraient de multiples maladies. “Notre génome vit tout simplement grâce à ces interrupteurs : à des millions d'endroits, ils déterminent si un gène est doit fonctionner ou être à l'arrêt”, explique Ewan Birney, coordinateur d'ENCODE à l'European Bioinformatics Institute (EMBL-EBI) en Angleterre.

Le Projet génome humain a montré que seulement 2% du génome contient des gènes, les porteurs des instructions nécessaires à la production de protéines. Grâce à ENCODE, on constate qu'environ 80% du génome sert effectivement à quelque chose. “Nous avons découvert qu'une partie du génome beaucoup plus importante que prévu sert à contrôler quand et où les protéines sont produites”, précise Ewan Birney.

Découvrir des mécanismes qui jouent un rôle clé

La masse de données fournie par ENCODE va servir aux chercheurs qui travaillent sur toutes les maladies. “Dans de nombreux cas, vous avez une bonne idée sur les gènes qui sont impliqués dans une pathologie mais vous pouvez ignorer quels sont les interrupteurs concernés”, indique Ian Dunham, de l'EMBL-EBI. “Parfois, ces interrupteurs sont très surprenants car ils se trouvent à un endroit qui semble logiquement lié à une autre maladie. ENCODE nous donnent des pistes très intéressantes pour découvrir les mécanismes qui jouent un rôle clé en matière de santé et de maladies“, ajoute-t-il.

300 années de calcul

Le projet a mobilisé pas moins de 442 scientifiques provenant de 32 laboratoires situés au Royaume-Uni, aux Etats-Unis, en Espagne, à Singapour et au Japon. Il a permis de générer et d'analyser plus de 15 téraoctets de données brutes qui sont désormais publiquement accessibles.

L'étude a consommé l'équivalent de quelque 300 années de temps de calcul informatique pour l'étude de 147 types de tissus afin de déterminer ce qui commande la mise en fonction des gènes et comment les interrupteurs diffèrent en fonction des types de cellules.

C'est donc une page importante de la biologie qui se tourne aujourd'hui. Avec, à la clé de cette compréhension approfondie de la mécanique du vivant, de nouvelles thérapies. A moins que la complexité ne rattrape les chercheurs...



Un article de Michel Alberganti, publié par blog.slate.fr