{"id":4677,"date":"2013-05-13T00:01:24","date_gmt":"2013-05-12T22:01:24","guid":{"rendered":"http:\/\/sciencetonnante.wordpress.com\/?p=4677"},"modified":"2013-05-13T00:01:24","modified_gmt":"2013-05-12T22:01:24","slug":"lepigenetique-il-ny-a-pas-que-les-genes-dans-la-vie","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/2013\/05\/13\/lepigenetique-il-ny-a-pas-que-les-genes-dans-la-vie\/","title":{"rendered":"L’\u00e9pig\u00e9n\u00e9tique : il n’y a pas que les g\u00e8nes dans la vie !"},"content":{"rendered":"

\"GATTACA\"<\/a>On nous le rappelle trop souvent : nos g\u00e8nes ont une influence majeure sur ce que nous sommes. Heureusement, les g\u00e8nes ne d\u00e9terminent pas tout, et l’on sait bien que nous sommes \u00e9galement le produit de notre environnement : les exp\u00e9riences que nous vivons, ce que nous mangeons, ou l’air que nous respirons.<\/p>\n

Toutefois ce que nous l\u00e9guons finalement \u00e0 nos enfants, ce sont nos g\u00e8nes, pas notre environnement. Vous pouvez donc bien manger ou boire ce que vous voulez, \u00e7a n’est pas \u00e7a qui changera le patrimoine g\u00e9n\u00e9tique de vos enfants.<\/p>\n

C’est ce que vous pensez ? Alors venez d\u00e9couvrir le monde myst\u00e9rieux de l’\u00e9pig\u00e9n\u00e9tique !<\/p>\n

\"Overkalix<\/a>Bienvenue \u00e0 \u00d6verkalix<\/h3>\n

\u00d6verkalix est un petit village su\u00e9dois d’environ 1000 habitants, bien paum\u00e9 \u00e0 l’extr\u00eame nord du pays. Comme il est assez isol\u00e9, peu de gens en sont partis au cours du XX\u00e8me si\u00e8cle. Mais il poss\u00e8de une autre caract\u00e9ristique qui a attir\u00e9 les chercheurs : en plus des registres d’\u00e9tat-civil, on y dispose d’archives fiables sur l’abondance des r\u00e9coltes<\/strong> depuis pr\u00e8s de 150 ans.<\/p>\n

C’est ainsi que des chercheurs su\u00e9dois ont s\u00e9lectionn\u00e9 dans les registres d’\u00e9tat-civil un groupe d’environ 300 habitants n\u00e9s entre 1890 et 1920, et dont les parents et grands-parents avaient toujours v\u00e9cu \u00e0 \u00d6verkalix. Ils ont ensuite \u00e9tudi\u00e9 \u00e0 la fois les archives des d\u00e9c\u00e8s et celles des r\u00e9coltes, et ils ont trouv\u00e9 des corr\u00e9lations surprenantes !<\/p>\n

La plus spectaculaire est celle-ci : les hommes dont le grand-p\u00e8re a connu une p\u00e9riode de disette entre 9 et 12 ans ont un taux de mortalit\u00e9 deux fois plus faible<\/strong> que ceux dont le grand-p\u00e8re a connu l’abondance au cours de la m\u00eame p\u00e9riode [1]. Ceci s’accompagne d’un taux plus \u00e9lev\u00e9 de maladies cardiovasculaires, et notamment 4 fois plus de risques de diab\u00e8te.<\/p>\n

C’est tellement surprenant que l’on a envie de croire \u00e0 un artefact statistique : comment mes chances de survie peuvent-elles \u00eatre influenc\u00e9es par ce qu’a mang\u00e9 mon grand-p\u00e8re \u00e0 l’\u00e2ge de 10 ans ? Nous sommes en pr\u00e9sence de ce qu’on appelle un effet \u00e9pig\u00e9n\u00e9tique transg\u00e9n\u00e9rationnel. <\/strong>C’est un terme compliqu\u00e9 mais qui cache une id\u00e9e simple : les anc\u00eatres des habitants d’\u00d6verkalix leur ont l\u00e9gu\u00e9 quelque chose, mais par un moyen autre que les g\u00e8nes…Comment comprendre ce ph\u00e9nom\u00e8ne qui d\u00e9passe les lois traditionnelles de la g\u00e9n\u00e9tique ?<\/p>\n

L’expression des g\u00e8nes<\/h3>\n

\"ADN\"<\/a>Rappelons tout d’abord ce que l’on sait du fonctionnement de notre machinerie g\u00e9n\u00e9tique. Notre ADN poss\u00e8de une structure en double h\u00e9lice, qui est faite d’une longue suite de bases, not\u00e9es A,G, T et C, et dont la s\u00e9quence forme notre information g\u00e9n\u00e9tique.<\/p>\n

Cette information peut \u00eatre vue comme un plan de montage, car elle est contenue dans chacune de nos cellules, et leur fournit toutes les instructions n\u00e9cessaires \u00e0 la fabrication des prot\u00e9ines. Or ce sont les prot\u00e9ines qui contr\u00f4lent tout ce qui passe au sein de nos organismes. Quand une prot\u00e9ine est produite \u00e0 partir de l’information g\u00e9n\u00e9tique correspondant \u00e0 un g\u00e8ne, on dit que le g\u00e8ne est exprim\u00e9<\/strong>.<\/p>\n

Dans cette vision un peu sch\u00e9matique, il y a quand m\u00eame quelque chose de paradoxal. Parmi nos cellules, un neurone ne ressemble en rien \u00e0 une cellule de peau, laquelle est tr\u00e8s diff\u00e9rente d’une cellule du pancr\u00e9as. Si elles disposent toutes du m\u00eame ADN, comment font-elles pour se diff\u00e9rencier, et fabriquer uniquement les prot\u00e9ines utiles \u00e0 leur fonction ?<\/strong><\/p>\n

Pour cela, il faut consid\u00e9rer un m\u00e9canisme particulier : la r\u00e9gulation de l’expression des g\u00e8nes, et c’est elle qui va nous permettre de comprendre ce que sont les effets \u00e9pig\u00e9n\u00e9tiques.<\/p>\n

R\u00e9guler l’expression des g\u00e8nes<\/h3>\n

\"ADN<\/a>Voyons tout d’abord les d\u00e9tails du m\u00e9canisme de fabrication des prot\u00e9ines \u00e0 partir de l’ADN. Si vous avez suivi un cours de bio au lyc\u00e9e, vous savez peut \u00eatre qu’entre l’ADN et les prot\u00e9ines existe un interm\u00e9diaire, l’ARN (qui est un cousin de l’ADN).<\/p>\n

La premi\u00e8re \u00e9tape de la synth\u00e8se des prot\u00e9ines est la transcription<\/strong>. Un compos\u00e9 appel\u00e9 ARN-polym\u00e9rase<\/strong> r\u00e9alise une copie de l’ADN en ARN. C’est comme si on d\u00e9cidait de photocopier le plan de montage d’un meuble Ikea avant de l’utiliser.<\/p>\n

Ensuite, c’est cet ARN \u00ab\u00a0photocopi\u00e9\u00a0\u00bb qui est lu par une petite machine mol\u00e9culaire appel\u00e9e ribosome, <\/strong>et qui se charge de fabriquer les prot\u00e9ines. C’est l’\u00e9tape de traduction<\/strong>. Tout cela est r\u00e9sum\u00e9 sur le sch\u00e9ma ci-contre.<\/p>\n

Pour ne produire que les prot\u00e9ines dont une cellule a besoin, il existe un moyen simple : ne transcrire en ARN que les morceaux d’ADN correspondant aux prot\u00e9ines qui l’int\u00e9resse. Pour cela il existe des mol\u00e9cules sp\u00e9ciales qui peuvent par exemple s’attacher \u00e0 l’ADN pour emp\u00eacher \u00e0 l’ARN polym\u00e9rase de faire son travail de copie, ou au contraire \u00ab\u00a0recruter\u00a0\u00bb l’ARN polym\u00e9rase \u00e0 cet endroit pour promouvoir son action. On parle de facteurs de transcription<\/strong>.<\/p>\n

Les facteurs de transcription influent sur la mani\u00e8re dont un g\u00e8ne va \u00eatre exprim\u00e9, et permettent de comprendre comment les cellules se diff\u00e9rencient. Mais il n’agissent que localement \u00e0 des instants bien donn\u00e9s et ne se transmettent pas \u00e0 la descendance. Ils ne permettent donc pas de comprendre des ph\u00e9nom\u00e8nes transg\u00e9n\u00e9rationnels comme ceux d’\u00d6verkalix. Pour cela, il faut chercher des modifications plus profondes de l’ADN, mais qui ne touchent pas la s\u00e9quence des bases proprement dite.<\/p>\n

Les m\u00e9canismes biochimiques de l’\u00e9pig\u00e9n\u00e9tique<\/h3>\n

Ce que l’on cherche pour expliquer les effets transg\u00e9n\u00e9rationnels, c’est quelque chose qui se transmette \u00e0 la descendance, mais qui ne touche pas la s\u00e9quence des bases elle-m\u00eame. On parle d’\u00e9pig\u00e9n\u00e9tique, le pr\u00e9fixe \u00ab\u00a0\u00e9pi-\u00a0\u00bb en grec signifiant \u00ab\u00a0au-dessus\u00a0\u00bb. Il existe peut \u00eatre des tas de m\u00e9canismes de ce type, mais tr\u00e8s peu sont av\u00e9r\u00e9s. Parmi ceux-ci, il y a la m\u00e9thylation de l’ADN<\/strong>.<\/p>\n

\"methyl_transcription\"<\/a>Un groupe methyl, c’est un tout petit bloc not\u00e9 CH3 et constitu\u00e9 simplement d’un atome de carbone et de 3 atomes d’hydrog\u00e8ne. Ce petit groupe peut venir se greffer sur toutes sortes de mol\u00e9cules, et notamment sur la cytosine, la base not\u00e9e C dans le code g\u00e9n\u00e9tique.<\/p>\n

Dans certaines circonstances, une fois accroch\u00e9 \u00e0 l’ADN, ce groupe m\u00e9thyl peut agir comme un morceau de scotch que l’on collerait sur une bande magn\u00e9tique : il emp\u00eache la lecture de l’ADN \u00e0 cet endroit<\/strong>. Avec des groupes methyl bien plac\u00e9s, on peut donc emp\u00eacher la transcription d’un g\u00e8ne en ARN, et emp\u00eacher son expression : on parle d’extinction du g\u00e8ne<\/strong>.<\/p>\n

La m\u00e9thylation de l’ADN influe donc sur les g\u00e8nes qui seront exprim\u00e9s. Mais ce qui est int\u00e9ressant, c’est qu’elle n’est pas pr\u00e9d\u00e9termin\u00e9e : elle peut \u00eatre influenc\u00e9e par notre environnement et nos exp\u00e9riences. Ainsi une \u00e9tude a pu montrer que des vrais jumeaux (avec un ADN identique, donc) pouvaient poss\u00e9der des degr\u00e9s diff\u00e9rents de m\u00e9thylation<\/strong>, et que cette diff\u00e9rence augmente avec l’\u00e2ge [2].<\/p>\n

L’\u00e9pig\u00e9n\u00e9tique chez les rats<\/h3>\n

On est \u00e0 l’heure actuelle incapables de d\u00e9montrer que des effets comme celui d’\u00d6verkalix sont dus \u00e0 un m\u00e9canisme de m\u00e9thylation de l’ADN (ou un autre m\u00e9canisme parmi ceux que l’on connait). Mais heureusement les exp\u00e9riences sont plus faciles chez nos amis les rongeurs.<\/p>\n

\"agouti_methyl\"<\/a>Un exemple spectaculaire de l’influence de l’environnement via la m\u00e9thylation de l’ADN nous est donn\u00e9 par la couleur de la fourrure de certaines souris. Cette couleur est notamment gouvern\u00e9e par un g\u00e8ne nomm\u00e9 Agouti, <\/em>et qui donne une fourrure jaun\u00e2tre aux souris.<\/p>\n

Mais on a pu montrer que si une femelle avait un r\u00e9gime alimentaire artificiellement enrichi en m\u00e9thyl<\/strong>, elle allait transmettre \u00e0 sa descendance une version m\u00e9thyl\u00e9e du g\u00e8ne Agouti. Dans ce cas le g\u00e8ne sera \u00ab\u00a0\u00e9teint\u00a0\u00bb chez ses enfants, qui ne poss\u00e8deront donc pas de fourrure jaune. Ainsi les diff\u00e9rentes souris ci-contre poss\u00e8dent bien le m\u00eame g\u00eane, seul son \u00e9tat \u00ab\u00a0m\u00e9thyl\u00e9\u00a0\u00bb ou non diff\u00e8re \u00e0 diff\u00e9rents degr\u00e9s, et celui-ci est une cons\u00e9quence du r\u00e9gime alimentaire de leur m\u00e8re [3]. Voil\u00e0 un bel exemple d’effet \u00e9pig\u00e9n\u00e9tique transg\u00e9n\u00e9rationnel.<\/p>\n

Moralit\u00e9 : on savait d\u00e9j\u00e0 que les femmes enceintes ne devaient pas boire d’alcool pour le bien de leur enfant. Mais l’\u00e9pig\u00e9n\u00e9tique nous montre que ce que l’on mange peut avoir une influence, m\u00eame longtemps avant la conception, et m\u00eame pour le p\u00e8re ! Voil\u00e0 de quoi remettre un peu d’\u00e9galit\u00e9 dans le couple…<\/p>\n

Billets reli\u00e9s :<\/span><\/p>\n

Sur l’expression des g\u00e8nes : la prot\u00e9ine fluorescente verte GFP<\/a><\/p>\n

Sur la diff\u00e9renciation des cellules : les cellules souches reprogramm\u00e9es<\/a><\/p>\n

Un dossier de Podcast Science<\/a> sur le sujet<\/p>\n

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Pour aller plus loin…<\/em><\/h3>\n

J’ai \u00e9t\u00e9 tr\u00e8s sch\u00e9matique dans cette description, d\u00e9j\u00e0 bien assez longue ! Parmi les choses suppl\u00e9mentaires \u00e0 avoir en t\u00eate, il y a le fait que la m\u00e9thylation de l’ADN n’est pas le seul m\u00e9canisme av\u00e9r\u00e9. Il existe d’autres modifications affectant notamment les histones, ces petites prot\u00e9ines qui servent \u00e0 enrouler et l’ADN. Par souci de place j’ai \u00e9galement report\u00e9 \u00e0 plus tard la discussion sur l’h\u00e9ritabilit\u00e9 des caract\u00e8res acquis et ce que l’\u00e9pig\u00e9n\u00e9tique implique pour le d\u00e9bat Darwin \/ Larmarck…<\/em><\/p>\n

Enfin question ouverte pour mes lecteurs plus vers\u00e9s que moi : je n’ai pas bien r\u00e9ussi \u00e0 identifier dans la litt\u00e9rature des r\u00e9f\u00e9rences sur le degr\u00e9 d’h\u00e9ritabilit\u00e9 des groupes m\u00e9thyl, et notamment le fait qu’ils soient plus ou moins tous enlev\u00e9s dans le d\u00e9veloppement d’un nouvel individu.<\/em><\/p>\n

[1] Pembrey, Marcus E., et al. \u00ab\u00a0Sex-specific, male-line transgenerational responses in humans<\/a>.\u00a0\u00bb European Journal of Human Genetics 14.2 (2005): 159-166.<\/em><\/p>\n

[2] Fraga, Mario F., et al. \u00ab\u00a0Epigenetic differences arise during the lifetime of monozygotic twins<\/a>.\u00a0\u00bb Proceedings of the National Academy of Sciences 102.30 (2005): 10604-10609.<\/em><\/p>\n

[3] Dolinoy, Dana C., et al. \u00ab\u00a0Maternal genistein alters coat color and protects Avy mouse offspring from obesity by modifying the fetal epigenome.<\/a>\u00a0\u00bb Environmental health perspectives 114.4 (2006): 567.<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

On nous le rappelle trop souvent : nos g\u00e8nes ont une influence majeure sur ce que nous sommes. Heureusement, les g\u00e8nes ne d\u00e9terminent pas tout, et l’on sait bien que nous sommes \u00e9galement le produit de notre environnement : les exp\u00e9riences que nous vivons, ce que nous mangeons, ou l’air que nous respirons. Toutefois ce<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"jetpack_post_was_ever_published":false,"_jetpack_newsletter_access":"","_jetpack_dont_email_post_to_subs":false,"_jetpack_newsletter_tier_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paywalled_content":false,"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[7],"tags":[27,90,35],"class_list":{"0":"post-4677","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","6":"category-biologie","7":"tag-adn","8":"tag-biologie-moleculaire","9":"tag-genetique"},"jetpack_featured_media_url":"","jetpack_sharing_enabled":true,"post_mailing_queue_ids":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4677","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=4677"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4677\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=4677"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=4677"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=4677"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}