Des scientifiques de l’Université de Californie à Berkeley ont réalisé une avancée majeure dans notre compréhension de la manière dont l’ADN est organisé au sein de la cellule. Leurs recherches, publiées dans la revue Nature, révèlent que l’ADN n’est pas simplement une molécule longue et continue, mais qu’il est plutôt organisé en une série de boucles ancrées à la membrane nucléaire.

Cette nouvelle compréhension de l’organisation de l’ADN a des implications importantes pour notre compréhension de la manière dont les gènes sont régulés. Les gènes sont des régions spécifiques de l'ADN qui codent pour des protéines, et la manière dont l'ADN est bouclé et ancré détermine quels gènes sont accessibles à la machinerie cellulaire qui les lit et les transcrit.

"Il s'agit d'un changement de paradigme majeur dans notre compréhension de la façon dont l'ADN est organisé", a déclaré l'auteur principal de l'étude, Erez Lieberman Aiden. "Nous avions l'habitude de considérer l'ADN comme une molécule longue et linéaire, mais nous savons maintenant qu'il s'agit en réalité d'une structure hautement organisée, essentielle à la régulation des gènes."

Les chercheurs ont utilisé une technique appelée Hi-C pour cartographier les interactions entre différentes régions de l'ADN. Hi-C consiste à diviser l’ADN en petits fragments, puis à séquencer les fragments et à analyser la manière dont ils sont liés entre eux.

Les données Hi-C ont révélé que l’ADN est organisé en une série de boucles ancrées à la membrane nucléaire. La taille des boucles varie de quelques milliers de paires de bases à plusieurs millions de paires de bases et elles sont organisées selon une structure hiérarchique.

Les boucles les plus grandes sont appelées domaines topologiques et contiennent plusieurs boucles plus petites appelées sous-domaines. Les sous-domaines sont ensuite divisés en boucles encore plus petites appelées domaines de contact.

Les chercheurs ont découvert que l’organisation de l’ADN en boucles est essentielle à la régulation des gènes. Les boucles rassemblent des éléments régulateurs, tels que des promoteurs et des activateurs, avec les gènes qu'ils contrôlent. Cela permet à la cellule de contrôler quels gènes sont exprimés et quand.

La nouvelle compréhension de l’organisation de l’ADN pourrait conduire à de nouvelles connaissances sur diverses maladies, notamment le cancer et les troubles du développement. En comprenant comment l'ADN est organisé, les scientifiques pourraient être en mesure de développer de nouvelles thérapies ciblant des gènes ou des éléments régulateurs spécifiques.

"Cette recherche ouvre un tout nouveau domaine d'étude en génétique", a déclaré Aiden. "Nous commençons maintenant à comprendre comment l'organisation physique de l'ADN affecte l'expression des gènes et la fonction cellulaire."