spectrumnews.org Traduction de "Flexible genomic architecture undergoes major redesigns during cerebellum development"
L'architecture génomique flexible subit des remaniements majeurs au cours du développement du cervelet
Angie Voyles Askham - novembre 2022
Les cellules du cervelet présentent des changements spectaculaires dans la structure 3D de leur génome tout au long de la première année de la vie d'une personne, selon de nouvelles recherches présentées hier à Neuroscience 2022 à San Diego, en Californie. Les résultats, compilés dans un atlas de l'architecture génomique de la région cérébrale au fil du temps, pourraient contribuer à révéler comment des troubles du développement neurologique tels que l'autisme modifient la fonction neuronale, expliquent les chercheurs.
Le génome humain, s'il était étiré en un seul brin, ferait environ 2 mètres de long. Pour tenir dans le noyau de 10 microns d'une cellule, il doit être étroitement emballé dans la chromatine, des faisceaux de protéines et de chromosomes. Les conformations physiques qui en résultent - par lesquelles des gènes provenant de parties distantes du brin peuvent se retrouver en contact étroit - influencent l'expression des gènes et la fonction cellulaire.
Selon des recherches antérieures de la même équipe, cette architecture génomique diffère selon le type de cellule et change avec l'âge dans le cortex cérébral de la souris. Mais on ne savait pas si cela était vrai chez l'homme et dans le cervelet, une zone du cerveau qui comprend différents types de cellules et qui semble se développer de manière atypique dans l'autisme, explique Longzhi Tan, chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Karl Deisseroth à l'université Stanford en Californie, qui a présenté les travaux.
Le nouvel atlas "pourrait fournir des informations uniques sur le mécanisme moléculaire du développement neurologique et de l'autisme, car le cervelet et l'organisation de la chromatine ont été impliqués à plusieurs reprises dans l'autisme", explique Tan.
Tan et ses collègues ont évalué la structure génomique de 10 476 cellules provenant d'échantillons de tissus de cervelet humain et de souris, de la naissance à l'âge adulte.
Les chercheurs ont déterminé la structure génomique des cellules cérébelleuses à l'aide de la méthode qu'ils avaient précédemment mise au point, appelée Dip-C, qui découpe un brin d'ADN pour le séquençage tout en conservant des informations sur les régions qui étaient initialement voisines. Ces informations permettent de reconstruire la structure physique du génome à l'intérieur des noyaux des cellules.
À la naissance, la couche externe des cellules cérébelleuses, appelées cellules granuleuses, chez la souris et l'homme, présente des formes génomiques similaires à celles observées dans les cellules corticales, ont découvert Tan et ses collègues, la plupart des interactions se produisant entre des gènes voisins. Mais chez les deux espèces, les cellules granuleuses finissent par reconfigurer leurs génomes de telle sorte que les gènes habituellement éloignés ont un nombre accru de contacts.
Selon l'équipe, les cellules cérébelleuses mettent plus de temps à mûrir et présentent des modifications plus importantes de leur structure génomique que les cellules du cortex cérébral.
Cela suggère que la maturation du génome du cervelet "se poursuit bien au-delà de la maturation de son anatomie brute", explique Tan.
L'architecture génomique des cellules granuleuses continue également à mûrir bien après la naissance et, contrairement à celle des cellules du cortex cérébral, elle se trouve à plusieurs stades de maturation à la fois plutôt que de mûrir de manière synchrone, a constaté l'équipe.
Des mutations dans les gènes ARID1B et CHD8, liés à l'autisme et connus pour affecter la structure de la chromatine, n'ont pas modifié la structure génomique des cellules granuleuses dans un petit échantillon de souris adultes, selon l'équipe. Mais il est possible que d'autres cellules ou des périodes antérieures du développement aient été affectées par les mutations, explique Tan. Pour l'instant, les résultats globaux peuvent servir de ressource pour le développement des cellules cérébelleuses et de guide pour l'étude de la structure génomique, dit-il.
"Le destin d'une cellule change avec le temps", explique Haruhiko Bito, professeur de neurochimie à l'université de Tokyo au Japon, qui n'a pas participé aux travaux. Les changements génétiques qui conduisent à des conditions telles que l'autisme pourraient très bien affecter la capacité d'une cellule à modifier la structure génomique, dit-il, même si ces changements ne sont pas immédiatement évidents. "C'est pourquoi il est très important que vous soyez en mesure de tester la flexibilité et la dynamique de ces états nucléaires au cours des différentes étapes de la vie."
Pour l'avenir, Tan et ses collègues prévoient de comparer les structures génomiques 3D de cellules provenant de personnes autistes et non autistes et d'étudier si les protéines codées par les gènes liés à l'autisme affectent l'architecture génomique des cellules cérébelleuses, indique Tan.
Lire d'autres rapports de Neuroscience 2022. Traduction française
Citer cet article : https://doi.org/10.53053/HKEW7747
