Nous connaissons l’ADN sous la forme d’une hélice double brin. Mais il présente parfois d’autres structures. Une nouvelle forme a ainsi été découverte dans des cellules humaines. © JohanSwanepoel, Fotolia

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ADN : une nouvelle forme découverte dans des cellules humaines

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Pour la première fois, des chercheurs australiens affirment avoir identifié une structure particulière d'ADN appelée « i-motif » dans des cellules humaines. Cet ADN entortillé, qui avait déjà été observé in vitro, pourrait intervenir dans l'expression des gènes.

L'ADN, support de l'information génétique, se trouve dans le noyau de nos cellules. Il est composé d'une succession de nucléotides, représentés par les quatre lettres G, A, T et C. En 1953, Watson et Crick ont décrit la structure en double hélice de l'ADN. Mais, parfois, l'ADN peut prendre d'autres configurations : en triple hélice, cruciforme... En 2013, des chercheurs ont observé dans des cellules humaines une structure à quatre brins : de l'ADN G-quadruplexe.

Tout comme l'ADN G-quadruplexe, l'ADN en « i-motif » est une structure à quatre brins. Un i-motif se forme dans une région d'ADN riche en nucléotides C (cytosine) : si un brin est riche en C, il forme une boucle et des liaisons hydrogène associent deux cytosines entre elles, alors que normalement la cytosine s'associe à la guanine (G).

In vitro, des scientifiques ont déjà observé de l'ADN avec des i-motifs. Pour savoir si ces structures existaient dans les noyaux des cellules, les chercheurs ont fabriqué un fragment d'anticorps qui se lie de manière spécifique à ces motifs. L'anticorps ne reconnaît ni l'ADN sous forme hélicoïdale ni l'ADN G-quadruplexe.

Les i-motifs seraient impliqués dans l'expression des gènes

Avec cet outil fluorescent, les scientifiques ont cherché où se trouvaient les i-motifs dans des cellules humaines. Ils ont vu apparaître des points verts dans le noyau. Mahdi Zeraati, principal auteur de l'article, a expliqué dans un communiqué de l’Institut Garvan (Sydney, Australie) : « Ce qui nous a le plus enthousiasmé, c'est que nous avons pu voir les taches vertes — les i-motifs  apparaître et disparaître avec le temps, donc nous savons qu'elles se forment, se dissolvent et se reforment ».

L’ADN en « i-motif » forme une sorte de nœud à quatre brins. © Garvan Institute of Medical Research, Zeraati et al., Nature Chemistry 2018

Les motifs semblent présents surtout à un certain moment du cycle cellulaire, en fin de phase G1, quand l'ADN est transcrit en ARN. Ils apparaissent notamment dans des régions promotrices, c'est-à-dire des zones d'ADN qui contrôlent l'expression des gènes, et au niveau de télomères, les extrémités des chromosomes impliquées dans le vieillissement cellulaire. Une hypothèse est que les i-motifs jouent un rôle pour activer ou désactiver des gènes.

Dans Popular Science, un biochimiste de l'université d'État du Kent (États-Unis) a émis quelques réserves quant à cette étude. D'après lui, il faudrait s'assurer que l'anticorps utilisé ne s'associe pas à d'autres structures que les i-motifs et qu'il ne favorise pas la formation de ces structures.

Cette recherche paraît dans la revue Nature Chemistry.

  • Un i-motif est une structure d'ADN à quatre brins où des cytosines s’associent entre elles.
  • Déjà observés in vitro, ces motifs ont été identifiés dans des cellules.
  • Ces structures pourraient jouer un rôle pour activer ou désactiver des gènes.
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