Cartographier le noyau cellulaire pour comprendre le vieillissement
Dans chaque cellule se trouve un noyau contenant trois mètres d'ADN, replié avec précision. La façon dont ce repliement évolue avec la maladie et le vieillissement reste longtemps demeurée obscure. Une synthèse publiée dans Science montre le chemin parcouru par ce domaine dans la cartographie de cette structure tridimensionnelle.
La façon dont l'ADN est replié à l'intérieur du noyau n'est pas aléatoire. Les gènes qui doivent être actifs sont organisés différemment de ceux qui restent silencieux. Cette organisation spatiale détermine en partie le type de cellule concerné : un neurone, une cellule du muscle cardiaque ou une cellule immunitaire. Les chercheurs décrivent dans Science comment de nouvelles technologies permettent désormais d'étudier cette organisation tridimensionnelle du génome dans des tissus sains, à l'échelle de la cellule individuelle.
Que se passe-t-il lors du vieillissement ?
À mesure que les cellules vieillissent, l'organisation spatiale de l'ADN se dérègle. Des gènes qui devraient rester silencieux s'activent. D'autres, qui devraient être actifs, se trouvent réprimés. Ce phénomène, parfois appelé dérégulation épigénétique ou vieillissement de l'ADN, est considéré comme un moteur central des maladies liées à l'âge. Dresser une carte précise de l'organisation saine du génome constitue un préalable indispensable : sans savoir à quoi elle devrait ressembler, il est difficile de mesurer ce qui dysfonctionne.
Un article connexe, publié dans le même numéro de Science, décrit un atlas du corps humain portant sur l'organisation du génome et la méthylation de l'ADN, une marque chimique sur l'ADN indiquant quels gènes sont actifs ou inactifs, dans les différents types cellulaires de l'organisme. Ensemble, ces travaux fournissent un cadre de référence pour les recherches futures sur les transformations du noyau cellulaire au cours du vieillissement et de la maladie.
De l'atlas aux cibles thérapeutiques
Cartographier l'organisation saine du génome n'est pas en soi un traitement. Cela fournit toutefois un matériau de référence auquel les tissus malades ou vieillis peuvent être comparés. Là où la structure s'écarte de la norme saine, des cibles thérapeutiques pourraient se révéler. Cette perspective reste à concrétiser, mais ces atlas en rapprochent la prochaine étape.
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Recherche par exemple :
- three-dimensional genome organisation nucleus
- DNA methylation gene expression aging
- chromatin architecture single-cell