Une nouvelle découverte pourrait réécrire les livres sur la génétique

Des chercheurs ont découvert une « grammaire spatiale » ADN Cela redéfinit le rôle des facteurs de transcription dans la régulation des gènes, ce qui a un impact sur notre compréhension des changements génétiques et des maladies.

La découverte d’un nouveau code dans l’ADN, connu sous le nom de « grammaire spatiale », pourrait nous aider à découvrir le secret de la façon dont l’activité des gènes est codée dans le génome humain.

Cette découverte révolutionnaire, réalisée par des chercheurs de l’Université de l’État de Washington et de l’Université de Californie à San Diego, a été publiée dans la revue natureUne étude récente a révélé des grammaires spatiales cachées trouvées dans l’ADN, qui font depuis longtemps l’objet d’hypothèses. Cette recherche pourrait remodeler la compréhension des scientifiques sur la régulation des gènes et sur la manière dont les variations génétiques peuvent affecter l’expression des gènes au cours du développement ou de la maladie.

Détection de dépendance positionnelle

Les facteurs de transcription, protéines qui contrôlent quels gènes sont activés ou désactivés dans le génome, jouent un rôle crucial dans ce code. Longtemps considérée comme un activateur ou un répresseur de l’activité des gènes, cette recherche montre que la fonction des facteurs de transcription est plus complexe.

« Contrairement à ce que l’on trouve dans les manuels scolaires, les facteurs de transcription qui agissent comme de véritables activateurs ou répresseurs sont étonnamment rares », a déclaré Sascha Dutke, professeur adjoint à l’Université de l’État de Washington, qui a dirigé la plupart des recherches à l’École des biosciences moléculaires de la Faculté de Médecine Vétérinaire.

Au lieu de cela, les scientifiques ont découvert que la plupart des stimulants peuvent également agir comme inhibiteurs.

« Si vous supprimez l’activateur, votre hypothèse est que vous perdez l’activation », a déclaré Baylee McDonald, une étudiante diplômée de l’Université de l’État de Washington qui faisait partie de l’équipe de recherche. « Mais cela n’était vrai que dans 50 à 60 % des cas. , donc nous savions qu’il y avait une erreur quoi ».

En y regardant de plus près, les chercheurs ont découvert que la fonction de nombreux facteurs de transcription dépend fortement de la position.

Les chercheurs ont découvert que la distance entre les facteurs de transcription et leur emplacement par rapport à l’endroit où un gène commence à être transcrit détermine le niveau d’activité du gène. Par exemple, les facteurs de transcription peuvent activer l’expression des gènes lorsqu’ils sont placés en amont ou devant le site où commence la transcription d’un gène, mais inhiber leur activité lorsqu’ils sont placés en aval ou après le site où commence la transcription d’un gène.

« C’est l’espacement, ou » l’environnement « , qui détermine si un facteur de transcription particulier agit comme un activateur ou un répresseur », a déclaré Dutke. « Cela montre que, comme pour apprendre une nouvelle langue, pour apprendre comment les modèles d’expression génétique sont codés dans notre génome, nous devons comprendre ses mots et ses règles de grammaire. »

Implications pour la recherche génétique

Christopher Penner, professeur adjoint à l’Université de Californie à San Diego, espère qu’en intégrant les « règles spatiales » récemment découvertes, les scientifiques pourront mieux comprendre comment les mutations ou les variations génétiques affectent l’expression des gènes et contribuent à la maladie.

« Les applications potentielles de cette technologie sont énormes et, à tout le moins, elles changeront la manière dont les scientifiques étudient l’expression des gènes », a déclaré Benner.

Référence : « Fonction dépendante de la position des facteurs de transcription spécifiques à la séquence humaine » par Sascha H. Dutke, Carlos Guzman, Max Zhang, Nathaniel B. delos Santos, Billy R. McDonald, Jia Li Shi, Aaron F. Karlin, Sven Heinz, et Christopher Penner, 17 juillet 2024 . nature.
est ce que je: 10.1038/s41586-024-07662-z