Tout le monde sait que de longs bouts de fil, ou des câbles de charge et similaires, ont tendance à s'emmêler rapidement et à former des nœuds désagréables. On sait peu de choses sur les structures de notre matériel génétique, chromosomiques, qui se composent également de longues ficelles qui, selon notre expérience, devraient être susceptibles de se nouer. Cependant, jusqu'à présent, il n'a pas été possible d'étudier cela expérimentalement.

Des chercheurs de l'Université Johannes Gutenberg de Mayence (JGU) en Allemagne ont maintenant découvert que les chromosomes peuvent en effet être noués. "Nous avons utilisé des algorithmes mathématiques pour examiner des modèles polymères 3D de chromosomes que des collègues de l'Université de Cambridge avaient générés à partir de données expérimentales, " a rapporté le Dr Peter Virnau de l'Institut de physique de la JGU. " Jusqu'à présent, il n'a pas été possible de déterminer si les chromosomes sont réellement noués, car la connaissance de leur structure tridimensionnelle exacte est insuffisante. Mais en utilisant les modèles chromosomiques publiés par les spécialistes de Cambridge, nous avons découvert qu'ils étaient emmêlés."

Pour leurs calculs, les physiciens de Mayence ont utilisé les modèles chromosomiques 3D qui ont été publiés au printemps 2017. L'équipe de Mayence a étendu ces modèles aux deux extrémités, puis les a reliés entre eux car il est uniquement possible de soumettre des anneaux fermés à une analyse mathématique pour voir s'ils contiennent des nœuds. . "Imaginez simplement que vous attrapiez les deux extrémités du chromosome et que vous les rassembliez, " a expliqué Virnau. Les chercheurs ont ensuite utilisé des algorithmes mathématiques spéciaux pour examiner le modèle étendu.

L'équipe de recherche de l'Université de Mayence suppose que, bien que les enchevêtrements entre les chromosomes doivent être supprimés pour la progression du cycle cellulaire, ceux à l'intérieur d'un chromosome peuvent ne pas affecter la fonction et la transmission de l'information génétique. Il existe également certaines chaînes de protéines qui ont des nœuds compliqués, quelque chose que les experts dans le passé auraient trouvé surprenant. Et même l'ADN des virus qui attaquent les bactéries, dits bactériophages, est noué. Alors que les nœuds de ces protéines spéciales semblent toujours se former dans la même position, ils semblent se produire de manière aléatoire dans le cas des virus. Le Dr Peter Virnau pense que la même chose pourrait également être vraie pour les chromosomes.

L'équipe de Mayence n'est pas encore en mesure de dire si leurs résultats sont un artefact de la simplicité des modèles polymères utilisés pour représenter les structures chromosomiques, ou s'ils indiquent bien la forme réelle des chromosomes. Néanmoins, les calculs entrepris à Cambridge et à Mayence suggèrent que les chromosomes peuvent être noués.