Les « interrupteurs » génétiques de la croissance osseuse

ParisDes chercheurs de l'Université de Genève ont découvert des séquences génétiques cruciales qui régulent la croissance osseuse. Seuls 3% du génome des mammifères contiennent des gènes produisant des protéines pour les fonctions biologiques et le développement. Ces gènes sont régulés par d'autres séquences appelées enhancers, qui peuvent activer ou désactiver les gènes.

Des chercheurs ont identifié 2 700 segments d'ADN régulant la croissance osseuse. Cette découverte aide à comprendre pourquoi les gens ont des tailles différentes et pourrait expliquer certaines pathologies osseuses.

Nous héritons en grande partie de notre taille de nos parents. Certaines maladies génétiques peuvent modifier la croissance des os, parfois pour des raisons que nous ne comprenons pas. La cause pourrait ne pas résider dans les gènes, mais dans d'autres parties du génome qui contrôlent ces gènes.

Guillaume Andrey, professeur à la Faculté de Médecine de l'UNIGE et à l'Institut de Génétique et de Génomique de Genève, a dirigé cette étude. Il explique que de petites séquences d'ADN appelées enhancers contrôlent la conversion de l'ADN en ARN, qui fabrique ensuite des protéines. Nous savions déjà quels gènes étaient impliqués dans la formation des os, mais nous ignorions ce qui les régulait. Cette recherche nous aide à comprendre cette régulation.

Ils ont découvert les faits suivants :

• L'équipe a utilisé une technique innovante pour créer des embryons de souris avec des os fluorescents.
• Ils ont isolé et examiné ces cellules pour comprendre comment les amplificateurs fonctionnent pendant le développement osseux.
• Ils ont identifié les séquences régulatrices spécifiques qui contrôlent les gènes de formation des os.
• Ils ont désactivé ces amplificateurs pour confirmer leur rôle dans l'activation des gènes.

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Ils ont déterminé quelles parties de l'ADN régulaient les gènes responsables de la formation des os en utilisant des marqueurs d'activation des gènes. Ils ont validé leurs résultats en désactivant ces segments de régulation tout en gardant actifs les principaux gènes. Si l'activation des gènes s'arrêtait, cela prouvait qu'ils avaient identifié les bonnes régions de contrôle.

Chez les souris, les scientifiques ont identifié 2 700 interrupteurs génétiques, dont 2 400 sont également présents chez les humains. Les chromosomes sont de longues chaînes d'ADN. Les régions spécifiques de l'ADN, appelées amplificateurs, contrôlent les gènes voisins. Ces régions et les gènes qu'elles régulent sont situés près les uns des autres sur le même chromosome, ce qui permet une interaction efficace. Les différences d'activité dans ces régions pourraient expliquer les variations de taille corporelle chez les individus. L'activité des cellules osseuses est directement liée à la taille des os et à la hauteur générale.

De nombreuses maladies osseuses ne résultent pas de modifications des séquences géniques, mais peuvent être liées à des altérations des parties régulatrices du génome. Des cas documentés montrent que des changements dans ces parties régulatrices, et non dans les gènes eux-mêmes, sont à l'origine de maladies osseuses. Il est probable que de nombreuses maladies osseuses passent inaperçues lorsque les séquences géniques semblent normales. Les problèmes avec ces parties régulatrices peuvent également provoquer d'autres maladies développementales.

L'étude est parue dans la revue Nature Communications.