Un acteur important dans le développement sain des embryons féminins s’avère également jouer un rôle clé dans la régulation du comportement des boucles chromosomiques et de l’expression des gènes chez les deux sexes, selon une nouvelle étude menée par des chercheurs du Massachusetts General Hospital (MGH). Ces résultats, rapportés dans la revue Cellule, pourrait aider à créer de nouvelles cibles pour le développement de médicaments.
Les chromosomes sont de longues structures en forme de chaîne constituées d’ADN, d’ARN et de protéines. Un chromosome doit se replier en boucle pour s’insérer dans le noyau d’une cellule. Ces boucles rassemblent du matériel génétique distant. “Les gènes et les éléments de contrôle – les séquences qui régulent les gènes – doivent communiquer les uns avec les autres pour que la cellule fonctionne correctement”, déclare l’auteur principal de l’article, Jeannie Lee, MD, PhD, du département de biologie moléculaire de l’HGM. . “Le bouclage chromosomique, c’est un peu comme rassembler des gens dans une salle de conférence pour qu’ils puissent se parler.”
Ces interactions au sein d’une boucle chromosomique régulent l’expression des gènes, c’est-à-dire si un gène est activé et produit ainsi des protéines ou désactivé. Les boucles chromosomiques sont en constante évolution, se développant et se contractant au fur et à mesure qu’elles modifient la composition de leurs gènes en réponse aux stimuli environnementaux et aux besoins de développement du corps. Pour en revenir à la métaphore de la salle de conférence, une protéine appelée CTCF agit comme une porte, explique Lee, et on savait déjà qu’une boucle chromosomique peut avoir plusieurs ensembles de doubles portes – certaines ouvertes, d’autres fermées. “Mais ce que l’on ne savait pas, c’est comment ces portes s’ouvrent et se ferment”, explique Lee. « Qui sont les gardiens ? »
La réponse s’est avérée être une surprise. Lee et son équipe ont découvert qu’une forme d’ARN connue sous le nom de Jpx est un gardien qui régule le comportement du CTCF dans la boucle chromosomique. Jpx RNA n’était pas étranger à Lee et à ses collègues enquêteurs. Il y a huit ans, ils ont montré que cette forme d’ARN non codante est un acteur clé du phénomène connu sous le nom d’inactivation du chromosome X, essentiel au développement normal de toutes les femelles mammifères, y compris l’homme. L’ARN Jpx aide à compter les chromosomes X dans les cellules femelles très tôt dans le développement ; si deux sont détectés, un chromosome X est inactivé ou réduit au silence.
Cependant, le groupe de Lee, qui comprenait le boursier postdoctoral Hyun Jung Oh, PhD, premier auteur de l’étude, a découvert que l’ARN Jpx détermine également quelle combinaison de doubles portes est ouverte à un moment donné en « évinçant » le CTCF de la chromatine (une substance dans un chromosome). “Jpx régule si plusieurs portes sont ouvertes ou une seule, ainsi que quels panneaux de portes doubles sont ouverts, à gauche ou à droite”, explique Lee. “En régulant ce processus, Jpx détermine la taille de la boucle de chromatine et, par conséquent, quels gènes autour de la boucle sont exprimés.”
Jpx est la première forme d’ARN à être identifiée comme jouant un rôle vital dans la régulation du comportement du CTCF, mais il y en aura bien d’autres, prédit Lee. C’est excitant, dit-elle, car il existe probablement 10 fois plus de variétés d’ARN qu’il n’y a de protéines. Alors que Jpx régule les gènes impliqués au début du développement d’un embryon, d’autres ARN en attente de découverte peuvent réguler la formation de boucles chromosomiques qui influencent le risque de cancer, de troubles auto-immuns et d’autres maladies, explique Lee. L’identification de ces ARN pourrait accélérer le développement de nouveaux médicaments efficaces.
Source de l’histoire :
Matériel fourni par Hôpital général du Massachusetts. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.
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