Qu’est-ce que l’épigénétique
Lors de l’interprétation d’une chanson, connaître et lire les notes de musique est aussi important que de le faire avec le bon rythme. Dans la partition, les notes de musique sont placées séquentiellement et différentes marques renseignent sur le registre, la vitesse ou l’intensité avec laquelle elles doivent être jouées.
Le génome humain fonctionne de manière similaire à une partition, dans la mesure où la séquence d’ADN contient les instructions pour fabriquer des protéines et d’autres éléments fonctionnels, et les mécanismes épigénétiques régulent comment et à quel degré ils doivent être exprimés.
Ainsi, si le génome comprend la séquence d’ADN complète, l’épigénome désigne l’ensemble des éléments qui régulent l’expression des gènes sans altérer la séquence d’ADN.
A quoi sert l’épigénétique ?
Essentiellement, toutes les cellules du corps humain contiennent le même matériel génétique – ou le même score, si nous continuons à comparer la génétique et la musique. Cependant, tous n’expriment pas les mêmes gènes.
Chaque type cellulaire, au sein de chaque tissu, a un programme génétique différent, de sorte que seuls les gènes dont ils ont besoin sont exprimés. Par exemple, en plus des gènes responsables des fonctions de base, les neurones doivent exprimer tous les gènes liés à l’émission et à la réception des signaux nerveux. Ces gènes, en revanche, ne sont pas nécessaires dans d’autres types de cellules, telles que les cellules responsables du stockage des graisses.
De plus, lorsque les cellules expriment des gènes, elles doivent le faire au bon moment et en quantité. Comment? L’une des méthodes par lesquelles ils y parviennent est par des mécanismes épigénétiques.
Les marques épigénétiques agissent comme une mémoire pour la cellule et sont réversibles
Une des caractéristiques de l’épigénome est qu’il n’est pas statique et qu’il peut être modifié. Tout au long de notre vie, l’épigénome enregistre les expériences de la cellule, ainsi que l’influence de l’environnement sur celles-ci.
Par conséquent, l’épigénome est différent dans les différents tissus et types de cellules de l’organisme, il change tout au long de la vie ou au moment du développement et même dans différents états de santé.
Quels types de mécanismes épigénétiques existent ?
Voici les principaux mécanismes épigénétiques. Tous sont réversibles, ce qui signifie qu’ils peuvent être modifiés.
méthylation de l’ADN
La méthylation de l’ADN est l’un des mécanismes épigénétiques les plus étudiés. Il consiste en l’ajout d’un groupe biochimique appelé méthyle à l’une des unités ou nucléotides qui composent l’ADN, la cytosine.
Les groupes méthyle situés sur l’ADN agissent comme des signaux de reconnaissance pour certaines enzymes qui agissent sur l’expression des gènes. La méthylation est généralement associée à une répression de l’expression des gènes.
Modifications de la chromatine
À l’intérieur du noyau cellulaire, l’ADN n’apparaît pas isolé, mais est organisé avec des protéines et d’autres molécules, formant la chromatine. L’unité fondamentale de la chromatine est le nucléosome, constitué d’ADN enroulé autour de huit unités de protéines histones.
Les histones peuvent être modifiées biochimiquement dans certaines positions spécifiques (modifications épigénétiques réversibles), ce qui affecte le degré de compactage de l’ADN dans le nucléosome et l’accessibilité des gènes à toute la machinerie enzymatique responsable de l’expression des gènes.
Plus l’ADN est compact dans un nucléosome, moins les gènes de cette région sont accessibles. Au contraire, si l’ADN est moins compacté, il y a plus d’espace pour que les protéines liées à l’expression des gènes se lient à l’ADN.
Des combinaisons de modifications d’histones définissent l’état de la chromatine et l’activité de l’ADN qui la compose. De plus, la localisation des nucléosomes détermine également l’accessibilité des facteurs de transcription à l’ADN.
ARN interférence
Certaines petites molécules d’ARN peuvent faire taire l’expression génique, se lier à l’ADN et interférer avec la transcription ou le processus dans lequel l’information est transférée de l’ADN à l’ARN ou se liant à des complexes protéiques de silençage génique.
Les différents mécanismes épigénétiques interagissent entre eux. Par exemple, la machinerie cellulaire responsable du remodelage des nucléosomes est influencée par la méthylation de l’ADN et par des modifications des histones. De même, la méthylation de l’ADN est un signal pour recruter des complexes protéiques qui incluent des protéines modifiant les histones. Lorsque les mécanismes épigénétiques ne fonctionnent pas correctement, des maladies peuvent se développer. Un exemple est le syndrome de Rett, causé dans la plupart des cas par des mutations du gène MECP2 qui code pour une protéine de liaison à l’ADN méthylée.
Epigénétique et environnement
L’épigénétique agit comme un pont entre les gènes et l’environnement. Certains facteurs environnementaux, tels que le tabac ou la nutrition, peuvent initier des processus chimiques qui entraînent des modifications de l’épigénome.
Epigénétique et vieillissement
Comme nous l’avons mentionné précédemment, l’épigénome est dynamique et change tout au long de la vie d’une personne. Par exemple, lorsque l’on compare la méthylation du génome chez les nouveau-nés, les adultes et les personnes âgées, il a été observé que les groupes méthyle sont perdus avec l’âge, ce qui pourrait être associé à l’expression inappropriée des gènes avec l’âge.
De plus, les patients atteints de maladies caractérisées par un vieillissement prématuré ont leurs propres épigénomes d’âge beaucoup plus avancé.
Certaines études indiquent que les marqueurs épigénétiques, en particulier la méthylation, peuvent être utilisés pour estimer l’âge biologique d’une personne, par rapport à son âge chronologique en années. Ainsi, l’épigénome pourrait donner une mesure de votre âge.
Epigénétique et cancer
Les cellules tumorales ont un épigénome altéré. Des modifications de l’épigénome peuvent conduire à des gènes qui ne devraient pas être exprimés, comme ceux liés à la croissance et à la prolifération cellulaire, ou empêcher l’expression de gènes dont l’activité est nécessaire, comme ceux liés à la réparation de l’ADN.
Les modifications épigénétiques étant réversibles, différentes équipes de recherche ont proposé de développer des médicaments épigénétiques pour traiter le cancer. Au niveau clinique, certains de ces médicaments ont déjà été approuvés, tandis que d’autres continuent d’être étudiés.
