Regard sur l’épigénétique

Les mécanismes se complexifient, mais restons simples

Publié le 30/05/2013

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L’ÉPIGÉNÉTIQUE peut se définir comme une façon réversible, héritable de façon transgénérationnelle par voie de mitose, et dans certains cas de meiose, de réguler l’expression des gènes sans modification de la séquence de l’ADN.

On distingue 3 degrés de rapidité dans la réponse épigénétique. Le plus stable et le plus lent, la méthylation de l’ADN sur les résidus cytosines, au niveau des îlots CpG, conduit à la formation de la 5-méthylcytosine, « cinquième base » de l’ADN. De découverte récente la 5-hydroxyméthylcytosine est une nouvelle modification encore peu étudiée qui aurait un rôle fonctionnel très important en particulier pour la déméthylation de l’ADN. Les acteurs de la méthylation/déméthylation de l’ADN sont des DNA methyl-transferases et des déméthylases. Des vagues de déméthylations et de reméthylations jouent ainsi un rôle primordial dans le développement embryonnaire. Il est intéressant de noter que le dogme selon lequel une forte méthylation est associée à l’extinction de l’ADN, tandis qu’au contraire une faible méthylation favorise la transcription, apparaît complètement faux à la lumière des travaux récents.

Les extrémités N-terminales des histones qui sortent librement du nucléosome sont la cible de modifications post traductionnelles très nombreuses (plus de 70), qui régulent l’état ouvert ou fermé de la chromatine. Il en existe quatre types majeurs, l’acétylation, la méthylation, la phosphorylation et l’ubiquitinylation. Le lien entre le « code » des histones ainsi formé et la transcription s’avère plus compliqué qu’on ne le pensait initialement. Globalement quand on a un nucléosome de chromatine ouverte, des facteurs transcriptionnels se lient à des régions promotrices et des gènes sont activés. Le code des histones fait intervenir de nombreuses enzymes parmi lesquelles de façon majeure les histones acétyltransferases et histones désacétylases, mais aussi d’autres facteurs, comme HIF-1 (Hypoxia-Induced Factor-1). On notera l’importance des réactions de méthylation dans l’épigénétique, et donc de l’alimentation, une source de disponibilité en folates utilisés par la cellule comme donneurs de groupements méthyles à partir de la S-adénosine méthionine.

Réponse épigénétique la plus rapide, les microARNs régulent l’expression génique en conduisant à une dégradation des ARNm ou à une répression de la traduction. Ils interagissent majoritairement au niveau de la région non traduite de leurs ARNm-cibles. Les mécanismes épigénétiques se complexifient au fil des découvertes et d’autres sortes de petits ARN régulateurs sont venus s’ajouter aux précédents à l’exemple des pi-ARN.

D’après la communication « Epigénétique » du Dr Daniel Vaiman, directeur de recherche, responsable de l’équipe génomique, epigénétique et physiopathologie de la reproduction INSERM U1016-CNRS UMR8104 Institut Cochin (Paris).

Dominique Monnier