• Génétique: un nouveau protocole, appliqué à trois Euryarchaeota, montre que les chromosomes de ces espèces d'archées sont structurés en domaines et boucles de chromatine!____¤202101

    Une étude, dont les résultats intitulés «Euryarchaeal genomes are folded into SMC-dependent loops and domains, but lack transcription-mediated compartmentalization» sont publiés dans la revue Molecular Cell, a permis de développer un protocole de capture de conformation des chromosomes pour bactéries et archées permettant d'atteindre une résolution de l'ordre du gène. Ce protocole, appliqué à trois Euryarchaeota, montre que, contrairement aux génomes de Crenarchaeota récemment publiés, les chromosomes de ces espèces ne sont pas structurés en compartiments actifs et inactifs, mais en domaines et boucles de chromatine.

     

    Rappelons tout d'abord que les archées, qui sont des organismes unicellulaires constituant «l'un des trois domaines du vivant sur terre», se subdivisent «en plusieurs sous-groupes, dont les Euryarchaeota et les Crenarchaeota». Alors qu'on «les trouve dans tous les types d'environnement, y compris le corps humain, les lacs acides et les sources chaudes, les archées sont mal connues par rapport aux deux autres domaines : les bactéries (procaryotes) et les eucaryotes».

     

    Concrètement, les archées, comme les bactéries, «n'ont pas de noyau cellulaire ou d'autres organites», pourtant, au niveau génétique, elles ressemblent «davantage aux eucaryotes, avec de nombreuses espèces présentant des éléments tels que des histones ou des copies multiples de leur génome», une combinaison de traits qui les rend probablement «capables de s'adapter à des milieux aussi variés et extrêmes». Ainsi, «l'année dernière, les premières expériences de capture de conformation des chromosomes (Hi-C), réalisées sur deux espèces d'archées du phylum Crenarchaeota, ont permis pour la première fois de mieux appréhender l'organisation de l'ADN des chromosomes archéens».

     

    Ce travail a montré, «avec une résolution de 30 kilobases», que «les génomes de ces espèces sont organisés en deux compartiments, avec des activités d'expression génique plus ou moins importantes, et que cette organisation est médiée par une protéine appelée coalescine (ClsN)». Du fait que «ces types de compartiments ont déjà été identifiés chez de nombreux eucaryotes», il avait été déduit «que les Archées avaient en commun une organisation chromosomique de type eucaryote».

     

    Pour sa part, l'étude ici présentée a «développé un protocole Hi-C amélioré pour procaryotes et archées qui permet d'accéder à une bien meilleure résolution». Ce protocole, «validé sur les espèces bactériennes Escherichia coli et Vibrio cholérae», a permis «de générer des cartes de contact d'une résolution de 500 paires de bases et de dévoiler des structures chromosomiques au niveau des gènes qui n'avaient pas encore été détectées».

     

    Des cartes de contact «d'autres espèces d'archées appartenant au phylum des Euryarchaeota à une résolution allant jusqu'à 1 kb (1000 bases), soit une amélioration de 30 fois par rapport aux données antérieures» ont été générées. Ces cartes de contact ont permis «d'explorer davantage la diversité du repliement des chromosomes dans le domaine des archées» et de révéler «que, contrairement au Crenarchaeota, les trois espèces d'Euryarchaeota étudiées ne sont pas organisées en compartiments corrélés à des activités d'expression génique plus ou moins élevées».

     

    En fait, au lieu de cela, «les génomes sont composés de domaines auto-interagissants plus petits et de boucles de chromatine», des structures «médiées par une combinaison de l'expression des gènes et d'une protéine de type 'maintenance structurelle du chromosome' (SMC), un acteur majeur de l'organisation des génomes eucaryotes et procaryotes».

     

    Au bout du compte, «dans leur ensemble, ces résultats démontrent que, comme pour les bactéries et les eucaryotes, il n'existe pas de solution unique à l'organisation des chromosomes chez les archées», car «les mêmes mécanismes que ceux trouvés chez les eucaryotes et les procaryotes sont à l'œuvre dans cette branche du vivant»: en effet, si «l'expression des gènes et les protéines de type SMC sont ubiquitaires dans le monde vivant», l'influence et les rôles de ces mécanismes dans l'organisation 3D des chromosomes «varient d'une espèce à l'autre».

     

     


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