Cette découverte pourrait conduire à de nouvelles façons de lutter contre le cancer et les maladies associées au vieillissement, qui sont souvent le résultat d’une rupture de l’ADN.
L’explication surprenante est que la grande majorité des cassures de l’ADN proviennent d’une propriété physique commune à l’ADN lui-même.
"Aucune insulte chimique n'est nécessaire. C'est simplement une conséquence de la molécule d'ADN", a déclaré le biophysicien H. Kim, responsable de l'étude publiée le 12 mars dans la revue eLife.
En 1972, un physicien théoricien nommé David Bauer a prédit que lorsqu’une bulle d’ADN simple brin se forme dans l’hélice double brin, elle peut déformer la structure, la faisant se déformer. Cette bulle se forme lorsque la molécule d’ADN, qui ressemble à une échelle torsadée, ne possède que les échelons, les molécules plates d’ADN appelées bases, et qu’il lui manque les rails latéraux.
L'équipe de Kim a vérifié la prédiction de Bauer, fournissant la première preuve expérimentale que les bulles d'ADN peuvent se déformer. Ces bulles simple brin peuvent se produire naturellement à travers des fluctuations thermiques qui perturbent la structure à double hélice. L’équipe a découvert qu’à mesure que la taille des bulles augmente, la probabilité que l’ADN se déforme, entraînant une rupture des chromosomes, augmente également.
"Une bulle se forme spontanément, et si la bulle est suffisamment grosse, elle se déforme", a expliqué Kim. "Il n'existe aucun moyen pour un organisme vivant d'empêcher ces bulles naturelles."
Étant donné qu'une bulle simple brin peut apparaître n'importe où dans la séquence d'ADN, Kim et son équipe ont montré que les cassures associées au mécanisme de déformation des bulles peuvent potentiellement se produire à n'importe quel endroit d'un chromosome. Ce mécanisme d’instabilité chromosomique pourrait également expliquer pourquoi les réarrangements chromosomiques sont fréquents dans certaines zones des chromosomes. Ce phénomène est observé dans les génomes du cancer et dans les génomes associés à des maladies telles que l'autisme.
"Ce travail représente un changement de paradigme dans la façon dont nous envisageons l'instabilité chromosomique et potentiellement de nombreuses maladies qui y sont associées", a déclaré Kim, membre du département de biologie moléculaire de l'UC Berkeley et de l'Institut de neurosciences Helen Wills.
