Inactivation du chromosome X

Inactivation du chromosome X

Une équipe du laboratoire Génétique et biologie du développement (Institut Curie/CNRS/Inserm/Sorbonne Université) révèle les premières étapes de l’inactivation du chromosome X, un processus indispensable au bon développement des embryons femelles.

Des chercheurs de l’équipe d’Édith Heard viennent de décrire dans la prestigieuse revue Cell la chorégraphie que composent l’ADN et les protéines qui lui sont liées afin de réduire au silence certains gènes. Ce phénomène n’avait jamais été observé avec une telle précision dans le temps et dans l’espace.

Des mécanismes biologiques
L’ADN d’une cellule contient toutes les informations nécessaires au développement d’un organisme entier. Mais pour que l’organisme se développe correctement à partir d’une cellule œuf, il faut que chaque information s’exprime au bon moment, et non toutes les informations en même temps. C’est pourquoi des mécanismes biologiques agissent au cours du temps comme des interrupteurs pour activer ou désactiver différentes séquences d’ADN. L’un des exemples les plus frappants de ce processus est l’inactivation d’un chromosome X chez des mammifères femelles. En effet, chaque cellule d’un mammifère femme contient deux exemplaires du chromosome X (alors que celles des mâles contiennent un X et un Y).
Pour que les femelles se développent correctement, il faut que la majorité des gènes d’un des deux chromosomes X soient désactivés. Ce processus implique des modifications chimiques de protéines liées à l’ADN appelées histones. Mais quelles sont ces modifications précisément, dans quel ordre ont-elles lieu et comment conduisent-elles à l’inactivation des gènes ?
« Dans cette étude, nous avons établi la chronologie des événements à un niveau de résolution encore jamais atteint », commente Jan Zylicz, un des principaux auteurs. Jan Zylicz fait partie de l’équipe d’Edith Heard, spécialiste mondiale de ce phénomène, à la tête de l’unité Génétique et biologie du développement (Institut Curie/CNRS/Inserm/Sorbonne Université) et titulaire de la chaire Épigénétique et mémoire cellulaire au Collège de France.

Les différentes étapes d’inactivation du chromosome X
L’équipe a donc observé les toutes premières modifications des histones qui interviennent dans l’inactivation des gènes. Elle a ainsi vu qu’une de ces modifications, l’acétylation, c’est-à-dire l’ajout d’un petit groupe d’atomes acétyles, sur les histones, est très rapidement enlevé par une enzyme appelée HDAC3. Il apparaît aussi que, contrairement à l’hypothèse dominante, l’enzyme HDAC3 est liée d’avance au chromosome X et que son action est nécessaire au processus d’inactivation. Une autre modification, l’ubiquitination, autrement dit l’ajout de protéines appelées ubiquitines, serait une autre étape précoce de l’inactivation des gènes du chromosome X.
L’inactivation du chromosome X requiert donc de nombreuses modifications qui ont lieu dans un ordre précis. Tous les gènes ne sont ainsi pas affectés de la même façon. Certains sont réduits au silence très rapidement tandis que d’autres échappent à l’inactivation. Reste à savoir comment certains gènes échappent à l’inactivation du X alors que d’autres sont réduits au silence.

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