• Génétique: des chromosomes de drosophiles, très remaniés, amènent à supposer un découplage entre l’organisation de la chromatine et la régulation de l’expression des gènes! ____¤201907

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «Highly rearranged chromosomes reveal uncoupling between genome topology and gene expression» ont été publiés dans la revue Nature Genetics, a permis, grâce à l'utilisation d'une lignée de Drosophile dont les chromosomes sont largement remaniés, de découvrir que, dans un grand nombre de cas, il est possible de changer l’environnement chromosomique d’un gène sans pour autant affecter significativement son expression, ce qui suggère un découplage entre l’organisation de la chromatine et la régulation de l’expression des gènes.

     

    Relevons tout d'abord que, chez les eucaryotes, «l’expression des gènes est contrôlée par l’action de séquences régulatrices dites 'enhancer' qui peuvent être parfois situées à grande distance de leur gène(s) cible sur le génome». De ce fait, «l’activation de l’expression d’un gène requiert la formation d’une boucle chromatinienne entre un enhancer et le promoteur de son gène cible, permettant leur juxtaposition dans le noyau des cellules». Ainsi, l'organisation tridimensionnelle de la chromatine dans le noyau joue «un rôle important dans la régulation de l’expression des gènes».

     

    D'autre part, il y a quelques années, il a été établi «que les chromosomes sont organisés en domaines topologiquement associés, ou TADs (pour 'topologically associating domains'), qui représentent des régions enrichies en interactions locales mais dont le rôle est encore mal compris». Comme «de nombreuses données suggèrent que les interactions entre enhancers et promoteurs sont restreintes à l’intérieur des TADs par l’action de protéines 'insulatrices' localisées dans des régions dites barrières à la jonction entre deux TADs consécutifs», les TADs constitueraient «une unité fonctionnelle de régulation du génome».

     

    Par exemple, chez les mammifères, «des inversions chromosomiques affectant ces barrières peuvent causer une large variété de malformations développementales et de cancers due à la modification de la position d’un enhancer, qui étant mis au contact des gènes situés dans un autre TAD pourra déréguler leur expression». Néanmoins, «d’autres résultats apparemment contradictoires indiquent que la délétion des barrières entre les TADs n’affecterait pas nécessairement l’expression des gènes situés à proximité».

     

    Dans ce contexte, l'étude ici présentée a utilisé «une lignée de Drosophile dont les chromosomes sont largement remaniés ('balanceurs')» en vue d'analyser «comment l’organisation de la chromatine affecte l’expression des gènes». Pour cela, «la version 'sauvage' et la version 'balanceur' des deux principaux chromosomes du génome de la Drosophile, les chromosomes 2 et 3», ont été comparées.

     

    Concrètement, dans un premier temps, ces chromosomes ont été séquencés pour «identifier tous les réarrangements différenciant les chromosomes sauvage et balanceur, tels que des délétions, des duplications ou des inversions», puis, dans un second temps, «l’effet de ces réarrangements sur le transcriptome (par la méthode RNA-seq) et sur l’organisation de la chromatine (par la méthode Hi-C)» a été analysé.

     

    Au bout du compte, il est apparu que «seule l’expression d’un petit nombre de gènes est affectée malgré des réarrangements important dans la structure du génome»: ainsi, alors que «certains réarrangements tels que les inversions chromosomiques peuvent modifier la taille des TADs ou augmenter de façon drastique la distance linéaire entre deux régions physiquement proches dans le noyau», il a été observé que «ces changements n’affectent pas l’expression des gènes de façon systématique».

     

    Comme, dans un grand nombre de cas, il est possible, chez la Drosophile, «de changer l’environnement régulatoire d’un gène, sans pour autant affecter significativement son expression», cela laisse penser qu'il existe «un découplage entre l’organisation de la chromatine et la régulation de l’expression des gènes».

     

     


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