La façon dont l'ADN se replie détermine en grande partie quels gènes sont lus. John van Noort et son groupe ont quantifié la facilité avec laquelle les pièces d'ADN enroulées s'empilent. Cela coûte moins d'énergie qu'on ne le supposait auparavant. Parution dans Journal biophysique .

Chaque cellule contient plusieurs mètres d'ADN, qui doit être enroulé pour s'adapter à l'intérieur d'un noyau cellulaire mesurant quelques micromètres. Bien que l'ADN se compose exactement de la même chaîne de milliards de lettres qui codent pour les protéines, il existe de nombreux types de cellules, comme les cellules nerveuses, cellules sanguines ou cellules graisseuses, chacun produisant une combinaison spécifique de protéines. Comment une cellule nerveuse sait-elle de quelles protéines elle a besoin ? Et comment sait-il même qu'il s'agit d'une cellule nerveuse ? La façon dont l'ADN se replie détermine en grande partie quels gènes sont lus. L'hélice d'ADN est étroitement enroulée - et donc mal lisible - sur des sites avec un code non pertinent, mais il est bien réparti là où réside le code utile. John van Noort et son groupe ont étudié ce processus en simulant la facilité avec laquelle des parties d'ADN enroulées (nucléosomes) s'empilent. Les nucléosomes empilés sont encore plus difficiles à lire.

Les chercheurs ont examiné combien d'énergie il en coûte pour plier l'ADN entre deux nucléosomes. Parce que la nature choisit toujours le chemin de la moindre résistance, cela détermine comment notre ADN est plié. Vous gagnez de l'énergie en empilant des nucléosomes, mais si cela coûte plus d'énergie pour plier l'ADN reliant les nucléosomes, ça n'arrivera pas. Van Noort a effectué des simulations dites de Monte Carlo pour trois scénarios dans lesquels il a pris des nucléosomes voisins et les a empilés, ou fait deux piles de nucléosomes impairs et pairs, ou couper complètement leur interaction. Il a essayé des centaines de milliers de structures et vérifié à chaque fois si leur forme était énergétiquement plus avantageuse.

"Nous avons quantifié avec précision la facilité avec laquelle les nucléosomes s'empilent, " dit Van Noort. " Nous constatons que la flexion de l'ADN entre les nucléosomes coûte moins d'énergie qu'on ne le supposait auparavant, des structures différentes de ce que nous pensions se formeront. Les scientifiques peuvent désormais utiliser les résultats pour fournir leurs idées sur le repliement des nucléosomes avec des nombres concrets. Cela leur permet de mieux comprendre comment une cellule régule l'activité de ses gènes en repliant l'ADN. Van Noort :" Si à la fin nous comprenons en détail comment ils parviennent à le faire, nous pourrions également reconnaître où les choses tournent mal dans la vie réelle. Parce que le repliement de l'ADN est un processus si fondamental, il existe de nombreuses conditions médicales dans lesquelles cela joue un rôle. »