Les zones non codantes de l’ADN revisitées

Le principe de base de la génétique est qu’un gène code pour une protéine. Le gène est un enchainement des quatre bases qui constituent le code génétique et à chaque « codon » de trois caractères correspond un acide aminé servant à la construction d’une protéine. Notre génome code pour 23000 protéines différentes, des enzymes mais aussi des protéines de structure, des fibrilles musculaires ou du collagène eux-mêmes partiellement synthétisés par des enzymes. Tout cela paraît complexe à première vue pour ces 23000 gènes mais ce qui est plus surprenant c’est que ces régions de l’ADN dites codantes puisqu’à chacune d’elle correspond une protéine ne représentent en réalité qu’à peine 2 % de l’ensemble de l’ADN. A quoi peut donc bien servir le reste puisque c’est de l’ADN non codant à part quelques petites séquences proches des gènes effectivement transcrits en ARN pour servir à la synthèse de la protéine correspondante qui sont dites régulatrices et appelées promoteurs ou opérateurs, c’est selon ? L’approche n’est donc pas facile puisque sans fonction connue les biologistes se trouvent donc dans un brouillard opaque. Ce n’est qu’avec l’apparition de machines puissantes et rapides de séquençage de l’ADN et d’ordinateurs tout aussi puissants pour analyser les résultats qu’on arrive maintenant à se faire une petite idée du rôle de tout cet ADN qui il y a encore quelques années était considéré par les uns comme des déchets (junk en anglais) ou un résultat incompréhensible de l’évolution. Certes, l’évolution conduit aussi à une accumulation d’entropie mais au niveau de l’ADN cela peut aussi conduire à des catastrophes. Les progrès techniques récents ont donc permis de soulever une toute petite partie du voile masquant cet immense inconnu. Deux programmes très ambitieux de recherche sur l’ADN, le projet « 1000 Genomes » et le projet « ENCODE », ont permis de mettre en évidence des régions non codantes de l’ADN qui subissaient beaucoup de variations et d’autres régions pouvant être soumises à des variations minimes, variations se répercutant par un mécanisme encore inconnu (pour le moment) sur l’expression de toute une série de gènes codants ayant pour résultat une maladie ou un cancer. Ces deux programmes de recherche ont par ailleurs montré que la variabilité des zones de l’ADN non codantes était sensiblement la même que celle des zones codantes, c’est-à-dire les gènes. Entendons-nous bien sur la signification du terme variation, il s’agit de mutations dont les causes peuvent être variées, erreurs de copies quand la cellule se divise, agents mutagènes comme les ultra-violets, les hydrocarbures aromatiques se trouvant dans la fumée de cigarette ou de moteurs à combustion interne, radioactivité naturelle ou artificielle, rayons X et pourquoi pas les rayons cosmiques. Bref, notre génome n’est pas un matériel immuable et protégé contre toute agression comme l’or de la FED à Fort Knox, loin de là. Les programmes cités plus haut ont été appliqués au génomes de 90 cancers différents et il en est ressorti qu’il existe dans les régions non codantes de l’ADN une centaine de zones dites ultrasensibles dont les variations induisent l’apparition de cancers. Par exemple, pour le cancer du sein, les résultats ont montré qu’une seule mutation ponctuelle, le changement d’une seule lettre ou base purique ou pyrimidique de l’ADN, était liée à une perturbation de l’expression d’une série de gènes par ailleurs tout à fait normaux et conduisait au développement d’une tumeur mammaire. Et pourtant cette mutation ponctuelle a bien lieu dans une région non codante de l’ADN à laquelle on ne s’intéressait absolument pas il y a encore quelques années. Et c’est en développant un programme d’analyse comparative spécialement adapté et grâce à l’accès libre des données des programmes « 1000 Genomes » et « ENCODE » que l’équipe de biologistes du Wellcome Trust Sanger Institute ont pu arriver à cette découverte pour le moins troublante qui ouvre un immense champ d’investigation pour les généticiens comme pour les pathologistes. Le Docteur Chris Tyler-Smith le dit en ces termes : « Nous sommes vraiment excités par l’immense potentiel de cette méthode (d’analyse) pour trouver d’autres variants (des régions non codantes de l’ADN) bénéfiques ou délétères dans ces zones cruciales mais encore largement inexplorées de notre génome ». L’illustration jointe provient d’un article paru dans la revue Science dont l’accès est payant et je n’ai, je l’avoue, pas vraiment compris sa signification sinon que l’analyse des séquences d’ADN est effectuée par étapes successives (http://www.sciencemag.org/content/342/6154/1235587 ). Ce qui ressort de cette découverte est que la recherche sur le cancer a encore de beaux jours devant elle mais que jamais un traitement universel ne pourra être mis en oeuvre pour combattre cette maladie.

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Source : Wellcome Trust Sanger Institute, Hinxton, Grande-Bretagne

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