Les chercheurs définissent une nouvelle classe d’éléments régulateurs dans l’ADN

Des chercheurs du laboratoire de régulation génétique du MRC Weatherall Institute of Molecular Medicine, dirigés par le professeur Doug Higgs et le Dr Mira Kassouf, ont publié une étude dans la revue Cell, dans laquelle ils révèlent une autre pièce du puzzle sur la façon dont le code de notre ADN est lu.

Dans cette étude, les auteurs introduisent le concept de « facilitateurs », un type d’ADN non codant nouvellement identifié qui peut aider à piloter l’expression des gènes.

Toutes les cellules de votre corps contiennent le même ADN. Cependant, ces cellules sont capables de se développer en plus de 200 types différents et de constituer une variété de tissus spécialisés tels que la peau, le sang et le cerveau.

L'ADN contient des segments de code appelés « gènes », qui précisent les caractéristiques de chaque cellule, et pourtant ces gènes ne représentent qu'environ 2 % de tout l'ADN de la cellule. Il a été démontré que les 98 % restants de l’ADN contiennent des éléments régulateurs capables d’influencer l’expression de gènes voisins et, par conséquent, de contrôler le développement d’une cellule.

Un type d’élément régulateur de l’ADN est constitué par les amplificateurs, qui se situent entre les gènes et sont nécessaires pour activer et désactiver les gènes selon différentes combinaisons, à différents moments et à différents niveaux. Bien qu’ils aient été découverts il y a plus de 40 ans, leur fonctionnement n’est toujours pas entièrement compris. Plus récemment, des « super-amplificateurs » ont également été identifiés, composés d'équipes d'éléments régulateurs individuels qui travaillent ensemble pour générer des niveaux très élevés d'expression génique.

On pensait auparavant que les éléments individuels de ces super-amplificateurs pourraient chacun remplir le même rôle. Cependant, les auteurs de cette étude ont découvert que ces éléments ont en réalité des rôles distincts et sont capables de travailler ensemble pour rendre le super-amplificateur plus grand que la somme de ses parties.

En particulier, cette étude a identifié un nouveau type d'élément de régulation, que les auteurs ont qualifié de « facilitateurs ». Ces facilitateurs n’ont aucune activité intrinsèque d’enhancer mais sont capables d’aider les Enhancers classiques à faire leur travail plus efficacement.

Dans cet article, les chercheurs ont utilisé un super-amplificateur d’α-globine de souris comme système modèle pour étudier les rôles individuels de ses cinq éléments constitutifs. Des études antérieures ont suggéré que ce super-amplificateur était composé de deux amplificateurs classiques et de trois éléments inactifs. En utilisant une approche de biologie synthétique, en collaboration avec le laboratoire de Jef Boeke (NYU Langone Health), les chercheurs ont reconstruit le super-amplificateur de souris de bas en haut et ont testé une grande variété de combinaisons différentes d'éléments individuels.

Ils ont ainsi pu montrer que ces éléments « inactifs » étaient de véritables facilitateurs. Les auteurs ont également examiné des analyses antérieures d'autres super-amplificateurs et ont trouvé des preuves que ces facilitateurs pourraient être une caractéristique commune des super-amplificateurs.

L'auteur principal, le Dr Mira Kassouf, a déclaré : « En plus des autres éléments régulateurs fondamentaux connus (renforceurs, promoteurs et isolants), nos nouvelles observations ont identifié un nouveau type d'élément régulateur appelé facilitateur. Quant aux trois éléments originaux, il Il est probable que l'identification des facilitateurs et la compréhension de leur fonctionnement fourniront de nouvelles informations sur les mécanismes par lesquels les gènes sont normalement activés et désactivés et sur la façon dont cela se passe mal dans les maladies génétiques humaines.