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États-Unis, 22 décembre - Une carte 4D, comprenant plus de 140 000 plis et boucles pour chaque type de cellule, illustre comment l’ADN humain s’organise non seulement dans l’espace mais également dans le temps.
Cette information est cruciale pour comprendre son rapport avec la régulation génique, car la façon dont l’ADN s’organise, se stocke et devient accessible dans le noyau cellulaire est essentielle pour la santé humaine.
Le résultat, publié dans la revue Nature, a été réalisé grâce au Projet International Nucleoma 4D (4DN), coordonné par la Faculté de Médecine Chan de l’Université du Massachusetts, avec la participation également de l’Italie sous la direction de l’Institut National de Physique Nucléaire de Naples.
Dans le noyau cellulaire, l’ADN n’est pas présent sous une forme plate : les filaments s’enroulent autour de protéines appelées histones et se condensent pour former la chromatine, puis les chromosomes.
Cette organisation permet de compacter deux mètres d’ADN dans un volume microscopique, mais des altérations de cette structure sont associées au développement de maladies, telles que des tumeurs, et influencent la réponse de l’organisme aux infections, par exemple.
Pour éclaircir cette organisation, des chercheurs dirigés par Job Dekker ont combiné la physique et la génétique, identifiant ainsi certains des mécanismes qui contrôlent la complexe organisation spatiale du génome et cataloguant les interactions entre différents gènes.
De plus, les auteurs de l’étude ont démontré qu’il est possible d’utiliser des méthodes basées sur l’intelligence artificielle pour prédire la conformation des chromosomes à partir de la seule séquence d’ADN.
« Après avoir identifié les mécanismes physiques qui régulent le système, nous pouvons comprendre pour la première fois comment les modifications de l’organisation spatiale du génome conduisent à l’apparition de cancers ou d’autres maladies génétiques », affirme Mario Nicodemi, de l’Institut National de Physique Nucléaire (INFN) et de l’Université Federico II de Naples, l’un des coordinateurs de l’étude. (Texte et photo: Cubasí)
