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Les gènes en mouvement observés dans le noyau des cellules

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Grâce à une technique appelée TGV, des chercheurs français sont parvenus à observer le mouvement des gènes directement dans le noyau des cellules. Une découverte qui peut ouvrir de nouveaux horizons en biologie moléculaire.

La technique TGV (Tale‐mediated Genome Visualization) est basée sur l'utilisation de protéines de liaison TALE à ADN artificiel, capables de cibler une séquence génétique spécifique. © Spooky Pooka, Wellcome Images, cc by nc nd 2.0

Dans le noyau cellulaire, l'ADN est très dynamique et change de configuration spatiale, comme c'est le cas lors du processus de division cellulaire. Il est déjà connu que la configuration spatiale de l'ADN détermine si les gènes sont actifs ou non, c'est-à-dire accessibles ou non pour être exprimés. Dans une étude publiée dans Nature Structural & Molecular Biology, les chercheurs ont souhaité décrypter davantage la dynamique de la position du génome au sein du noyau, pour arriver à une meilleure compréhension globale du génome et de l'expression des gènes.

Découvertes chez les bactéries, les protéines TALE sont des protéines de liaison à l'ADN artificiel, capables de cibler une séquence génétique spécifique au sein d'une cellule. Utilisée depuis 2009, la technologie de ciblage de séquence était jusqu'alors appliquée avec des nucléases, enzymes capables de couper avec précision un ADN cible. Le travail mené par l'équipe de Maria-Elena Torres-Padilla, de l'Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire (IGBMC), a consisté en l'utilisation des protéines TALE pour marquer une séquence du génome et visualiser son mouvement in vivo.

Les chercheurs ont associé la protéine TALE, connue pour se lier à l'ADN, à une molécule de méduse appelée GFP (Green Fluorescent Protein), qui a la particularité d’émettre une fluorescence verte. Ainsi, les gènes ont pu être observés in vivo. © Yusuke Miyanari

Les gènes vus grâce au TGV

Les chercheurs sont en effet parvenus à fusionner une protéine TALE à la mCLOVER, une protéine fluorescente verte (ou GFP, qui valut le prix Nobel de chimie 2008 à ses découvreurs). La technique a permis d'observer la localisation de séquences d'ADN spécifiques au sein même du noyau de cellules vivantes. Cette méthode appelée TGV (Tale‐mediated Genome Visualization) a montré les résultats espérés et a permis de suivre l'ADN cible marqué en temps réel.

Toutes les cellules de l'organisme contiennent deux lots complets de chromosomes, avec un exemplaire provenant de chacun des parents. « Nous avons marqué spécifiquement les chromosomes provenant du père ou de la mère, et avec la technologie TGV, nous avons suivi leur localisation au fil des différentes divisions cellulaires », explique Maria-Elena Torres-Padilla, directrice de recherche à l'Inserm et principale auteure de l'étude.

« Nos observations ouvrent d'importantes perspectives pour répondre à des questions dans des champs de recherches variés, tels que le cycle cellulaire et les dynamiques de l'ADN, ou encore l'étude approfondie de l'expression des gènes parentaux, notamment pour découvrir s'ils se comportent et sont exprimés de la même façon », conclut-elle.