Des molécules appelées endosiARN nous aident à éviter le chaos génétique, selon une nouvelle étude d'une équipe de l'Institut Babraham. Une grande partie du génome humain contient des morceaux d'ADN appelés transposons, une forme de parasite génétique. Lorsqu'il est actif, Les transposons peuvent endommager les gènes, il est donc important de les garder inactifs. Au début du cycle de vie humain, le contrôle des transposons est particulièrement difficile. Cette dernière recherche, publié aujourd'hui dans Cellule souche révèle comment les endosiARN protègent nos gènes pendant cette étape vulnérable.

Transposons, aussi appelés éléments transposables, sont des virus anciens qui sont devenus une partie permanente de nos gènes. Environ la moitié du génome humain est constitué de transposons, beaucoup sont endommagés, mais certains peuvent devenir actifs. Les transposons actifs peuvent être nocifs car ils se déplacent dans le génome. Lorsque les transposons se déplacent, ils peuvent endommager les gènes, conduisant à des maladies génétiques et jouant un rôle dans certains cancers.

Les marqueurs chimiques de l'ADN appelés méthylations peuvent maintenir les transposons inactifs. Les cellules utilisent souvent des méthylations pour inactiver des morceaux d'ADN, qu'il s'agisse de gènes ou de transposons. Encore, à chaque nouvelle génération, la plupart des méthylations sont temporairement effacées et renouvelées par un processus appelé reprogrammation épigénétique. Cela signifie que, pendant la production de spermatozoïdes et d'ovules, il y a une courte période pendant laquelle les méthylations ne contrôlent pas l'activité du transposon, les laissant libres d'endommager les gènes et de mélanger l'ADN.

Les nouvelles découvertes montrent que les transposons deviennent actifs lorsque les cellules effacent la méthylation de l'ADN et qu'ils sont arrêtés par le système endosiRNA. Tout comme les gènes actifs, les transposons actifs produisent des messages sous forme de molécules d'ARN, qui ont de nombreuses similitudes avec l'ADN. L'étude révèle que les cellules peuvent détecter ces messages d'ARN de transposon et les utiliser pour créer de petits ARN interférents endogènes spécifiques (endosiARN). Les endosiARN agissent alors comme un piège permettant à une protéine appelée Argonaute2 (Ago2) de rechercher et de détruire les messages de transposon avant qu'ils ne nuisent.

Parlant de l'auteur principal de la recherche sur l'article, Docteur Rebecca Berrens, a déclaré : « La reprogrammation épigénétique joue un rôle essentiel dans l'effacement du génome au début du développement, mais cela laisse nos gènes vulnérables. Comprendre la course aux armements entre nos gènes et l'activité des transposons est une question de longue date en biologie moléculaire. C'est la première preuve que les endosiARN modèrent l'activité du transposon pendant la déméthylation de l'ADN. Les endosiARN fournissent une première ligne de défense contre les transposons lors de la reprogrammation épigénétique."

Les effets des transposons actifs varient, souvent ils n'ont aucun effet, ils ne modifient qu'occasionnellement un gène important. Encore, les transposons peuvent affecter presque tous les gènes, pouvant conduire à différents types de maladies génétiques. Etudier le contrôle des transposons, ajoute à notre compréhension des nombreuses façons dont ils peuvent avoir un impact sur la santé humaine.

Les transposons se trouvent dans les gènes et sont lus dans la direction opposée au gène environnant. C'est cet arrangement qui permet aux cellules d'identifier les messages d'ARN des transposons. Les messages d'ARN lus à partir du même morceau d'ADN dans des directions opposées sont complémentaires, ce qui signifie qu'ils peuvent se joindre pour former une structure appelée ARN double brin (dsRNA), qui initie la création d'endosiARN.

Scientifique principal sur le papier, Professeur Wolf Reik, Responsable du laboratoire d'épigénétique de l'institut Babraham, a déclaré:"Les transposons constituent une grande partie de notre génome et les garder sous contrôle est vital pour la survie. Si rien n'est fait, leur capacité à se déplacer dans le génome pourrait causer des dommages génétiques importants. Comprendre les transposons nous aide à comprendre ce qui se passe quand ils devenir actif et s'il y a quelque chose que nous pouvons faire pour l'empêcher."

Une grande partie de cette recherche a été réalisée à l'aide de cellules souches embryonnaires cultivées en laboratoire, qui avait été génétiquement modifié pour manquer de méthylations d'ADN. La reprogrammation épigénétique naturelle se produit dans les cellules germinales primordiales, les cellules qui fabriquent les spermatozoïdes et les ovules, mais ceux-ci sont plus difficiles à étudier. Les chercheurs ont utilisé des cellules germinales primordiales pour vérifier les principaux résultats de leur étude sur les cellules souches.