L'étude, publiée dans la revue Nature Genetics, a révélé que les gènes répliqués tôt dans le cycle cellulaire sont plus susceptibles de former des structures compactes et repliées, tandis que les gènes répliqués tardivement sont plus susceptibles de former des structures ouvertes et étendues. Cette différence de repliement semble être liée à l’activité d’une protéine appelée CTCF, connue pour jouer un rôle dans l’organisation du génome en boucles.
"Nos résultats suggèrent que le moment de la réplication de l'ADN pourrait être un facteur important dans la détermination de la manière dont les gènes sont repliés et régulés dans le noyau", a déclaré le responsable de l'étude Davide Levens, PhD, professeur de biochimie et de biophysique à l'UCSF. "Cela pourrait avoir des implications importantes pour comprendre comment le génome est organisé et régulé, et pour développer de nouveaux traitements contre les maladies causées par des dommages à l'ADN."
Les chercheurs ont fait leur découverte en utilisant une nouvelle technique appelée Hi-C, qui permet aux scientifiques de mesurer les interactions physiques entre différentes régions du génome. Grâce à Hi-C, ils ont pu montrer que les gènes répliqués tôt dans le cycle cellulaire sont plus susceptibles d'interagir les uns avec les autres et de former des structures compactes et repliées, tandis que les gènes répliqués tardivement sont plus susceptibles d'interagir avec d'autres gènes. sont situés plus loin et forment des structures ouvertes et étendues.
Cette différence de repliement semble être liée à l’activité du CTCF, une protéine qui aide à organiser le génome en boucles. Les sites de liaison au CTCF sont plus courants dans les gènes qui sont répliqués au début du cycle cellulaire, et la liaison au CTCF semble être nécessaire à la formation de structures génétiques compactes et repliées.
"Nos résultats suggèrent que le CTCF pourrait jouer un rôle important dans l'organisation du génome en boucles et dans la régulation de l'expression des gènes", a déclaré Levens. "Cela pourrait avoir des implications importantes pour comprendre comment le génome est régulé et pour développer de nouveaux traitements contre les maladies causées par des dommages à l'ADN."
Les chercheurs pensent que leurs découvertes pourraient avoir des implications importantes dans la compréhension de diverses maladies, notamment le cancer et les troubles neurodégénératifs. Dans le cancer, par exemple, la réplication de l’ADN est souvent perturbée, ce qui pourrait entraîner des modifications du repliement et de l’expression des gènes contribuant au développement du cancer.
"Nos résultats suggèrent que le moment de la réplication de l'ADN pourrait être un facteur important dans le développement du cancer et d'autres maladies", a déclaré Levens. "Nous espérons que nos recherches mèneront à de nouvelles connaissances sur les causes de ces maladies et au développement de nouveaux traitements."
