Les chromosomes sont de longs et minces brins d'ADN qui transportent l'information génétique d'un organisme. Pour pouvoir s’insérer dans le noyau d’une cellule, les chromosomes doivent être repliés en une structure compacte. La façon dont les chromosomes sont repliés est importante pour réguler l’expression des gènes et d’autres processus cellulaires.
Des études antérieures ont montré que les chromosomes sont organisés en une série de boucles maintenues ensemble par des protéines appelées cohésines. Le nouveau modèle développé par les physiciens permet de comprendre en détail comment ces boucles se forment et interagissent les unes avec les autres.
Le modèle montre que la formation de boucles dépend des propriétés thermodynamiques de l’ADN. L'ADN est un polymère flexible qui peut adopter diverses conformations. La conformation la plus stable est celle qui minimise l’énergie libre du système.
Dans le cas de l’ADN, la conformation la plus basse énergie est une boucle. En effet, la formation d’une boucle permet à l’ADN d’interagir avec lui-même et de former des liaisons hydrogène qui stabilisent la structure.
Le modèle montre également que les interactions entre boucles sont importantes pour déterminer l’organisation globale du génome. Les boucles peuvent interagir les unes avec les autres de diverses manières, par exemple en formant des ponts ou en s'empilant les unes sur les autres. Ces interactions créent un réseau complexe de contacts qui déterminent la structure tridimensionnelle du génome.
Le nouveau modèle constitue un outil précieux pour comprendre comment les chromosomes sont repliés et comment ce repliement affecte l'expression des gènes. Ces informations pourraient conduire à de nouvelles connaissances sur diverses maladies, telles que le cancer, provoquées par des perturbations dans l’organisation du génome.
L'étude a été publiée dans la revue Nature Physics.
