Depuis l'époque de l'Egypte ancienne, les humains ont créé et brisé des codes secrets pour conserver et obtenir des informations critiques. La vie humaine elle-même est basée sur un code génétique de séquences d'ADN ou d'ARN que les cellules lisent et traduisent en protéines, les éléments constitutifs de la vie. Des découvertes scientifiques récentes ont révélé les mécanismes de l'organisme pour transcrire l'ADN régulés par le « code histone », c'est-à-dire différentes marques chimiques sur la queue des protéines histones, qui sont des macromolécules au sein des noyaux cellulaires responsables de l'emballage et de la structuration de l'ADN.

Après huit années d'études, une équipe de chercheurs de l'Université de Californie à San Diego et de l'Université Johns Hopkins a publié de nouvelles découvertes sur la façon de lire le code des histones du corps dans le numéro du 7 novembre de Avancées scientifiques . Les résultats répondent à une question clé dans le domaine de recherche dynamique de l'épigénétique :l'ajout de marqueurs chimiques à l'ADN et aux protéines histones pour modifier les fonctions cellulaires sans modifier la séquence de l'ADN. Comprendre les principes fondamentaux de la façon dont l'information épigénétique est transduite dans la cellule pourrait éventuellement conduire au développement de nouveaux médicaments pour lutter contre des maladies comme le cancer.

Dans l'article de recherche intitulé « Déchiffrement et ingénierie de la reconnaissance du peptide chromodomaine-méthyllysine, " Wei Wang, professeur de chimie et de biochimie à l'UC San Diego, chercheurs postdoctoraux et ses collègues des départements de pharmacologie, Bio-ingénierie, et médecine cellulaire et moléculaire, ainsi que des scientifiques de Johns Hopkins, fournir une explication mécaniste de la façon dont des combinaisons de modifications d'histones pourraient être lues par certaines protéines - "protéines de lecture" - conduisant à des modifications de l'expression des gènes et à l'interprétation des informations codées dans le génome de l'ADN.

"Nous avons développé un modèle pour comprendre comment les protéines du lecteur voient à travers différentes combinaisons de modifications d'histones, qui interprètent et traduisent les informations codées dans le marquage des protéines histones sans modifier la séquence d'ADN, " dit Wang.

Appliquer une métaphore du maquillage, Wang a expliqué que si une personne maquille son visage, le maquillage peut changer l'apparence de la personne, mais il ou elle peut toujours être identifié comme la même personne. Dans le corps, les modifications d'histones peuvent produire diverses combinaisons, comme le maquillage d'une personne, qui peuvent modifier les propriétés chimiques des protéines histones. Mais Wang et ses collègues ont découvert que les protéines de lecture reconnaissent ces mêmes propriétés chimiques, même s'ils résultaient de différentes combinaisons de modifications d'histones. Selon Wang, parce que le nombre de combinaisons possibles de différents marqueurs chimiques est énorme, le code histone n'a pas été bien défini. Les nouvelles découvertes, cependant, suggérer une façon de définir le code histone, un modèle informatique décrivant les propriétés chimiques des protéines histones. C'est comme voir à travers le maquillage d'une personne et révéler sa véritable identité.

« Sur la base du modèle de calcul, nous sommes capables de concevoir les protéines de lecture pour modifier ou améliorer leur liaison à des modifications d'histones particulières, " a expliqué Wang. " Si des protéines de lecture avec certaines mutations sont générées, nous pouvons les utiliser comme sondes d'imagerie pour surveiller la dynamique des modifications des histones dans les cellules vivantes. C'est quelque chose qui ne peut pas être fait avec des anticorps."