Organisation 3D du génome et construction du cerveau
Des chercheurs ont constaté que la variation à de multiples échelles de l'architecture tridimensionnelle du génome garantit le bon développement du cerveau.
La structuration de la chromatine dans le noyau des cellules influence directement la fonction des gènes qu’elle porte. De nouvelles approches scientifiques permettent désormais d’établir avec une grande précision l’organisation tridimensionnelle de cet ADN chromatinien.
Des chercheurs de l’Institut de génétique humaine1CNRS/Université de Montpellier, en collaboration avec l’Institut Weizmann des sciences de Rehovot (Israël). ont ainsi déterminé une cartographie à très haute résolution de la chromatine dans le noyau des cellules nerveuses du cerveau de souris en fonction de leur maturité. Ces travaux démontrent que les contacts qui s’établissent entre différentes zones du génome ne sont pas figés dans le temps car ils dépendent d’un ensemble de régulations.
Par ailleurs, si la plupart de ces réarrangements s’observent dans toutes les cellules nerveuses, quel que soit leur niveau de différenciation, certains demeurent liés au degré de maturité cellulaire. Cette organisation spécifique pourrait être en lien avec l’expression ou l’inactivation de certains gènes à un moment précis du développement cellulaire.
Dans les années à venir, ces découvertes contribueront probablement à identifier les mécanismes de certains dysfonctionnements cérébraux. À l’image des troubles autistiques, fréquemment associés aux processus de remodelage de la chromatine.
Cell, octobre 2017
[:fr]© A. Méchali[:en]© A. Méchali[:]
[:fr]Vision artistique d’un embryon de souris et les multiples échelles de compaction de l’ADN en fibres de chromatine qui composent les chromosomes. On aperçoit des cartes de contact entre régions chromosomiques, telles qu’elles ont été cartographiées par les chercheurs.[:en]Artist’s rendering of a mouse embryo and the multiple levels of DNA compaction into chromatin fibres, which make up chromosomes. Contact maps between chromosomal regions are shown, as they were drawn by researchers.[:]
[:fr]© B. Bonev [:en]© B. Bonev [:]
[:fr]Figure_Bonev Remaniement multi-échelle de l’architecture de la chromatine pendant le développement du cerveau de la souris. A. Les gènes fortement épissés s’engagent dans des contacts 3D à très longue portée, qui engagent des loci dans le même chromosome ou différents chromosomes. B. La force d’interaction entre paires de régions promotrices des gènes est corrélée avec leurs niveaux d’expression. C. De multiples changements de la morphologie, de l’organisation 3D globale du génome, de la compartimentalisation et des boucles chromatiniennes régulatrices ont lieu durant la différenciation neuronale.[:en]Multiple-scale reorganization of chromatin structure during mouse brain development. A. Highly spliced genes are engaged in extremely long-distance 3D contacts, which can involve loci in either a single or several chromosomes. B. The strength of interaction between pairs of gene promoter regions is correlated with their level of expression. C. Multiple changes in morphology, global 3D organization of the genome, compartmentalization, and regulatory chromatin loops occur during neuronal differentiation.[:]