Découverte israélienne de nouvelles lois de l’hérédité

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Le Dr. Oded Rechavi du Département de microbiologie et de l’Ecole des neurosciences de l’Université de Tel-Aviv et son étudiante Léa Houri Zeevi ont découvert un mécanisme qui régule l’hérédité épigénétique, liée aux conditions environnementales (climat, alimentation, stress…) et transmise sans mutation de l’ADN, et le moyen de l’activer ou de la désactiver au fil des générations.
Selon les chercheurs, les résultats de l’étude, récemment publiée dans l’importante revue Cell, sont susceptibles de conduire au réexamen de l’ensemble du processus de l’hérédité.

“Les créatures vivantes réagissent à leur environnement par des changements dans l’activité des gènes, dits ‘épigénétiques’, qui n’impliquent pas de modifications des séquences d’ADN” explique le Dr. Rehavi. “Contrairement aux modifications génétiques qui sont permanentes, les changements épigénétiques sont plastiques et dynamiques. Ainsi, par exemple, en réponse aux défis environnementaux, les petites molécules d’ARN peuvent bloquer l’expression de gènes spécifiques dans l’ADN pendant la durée de vie d’un individu. La plupart de ces réactions épigénétiques sont effacées des gamètes, par un processus appelé reprogrammation. Cet effacement de la mémoire épigénétique explique par exemple que notre entrainement en salle de sport n’implique pas que nos enfants seront plus forts”.

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Cinquante ans avant Darwin, Jean-Baptiste Lamarck avait déjà formulé une théorie de l’évolution selon laquelle les réactions à l’environnement pouvaient se transmettre de génération en génération. Il pensait par exemple que les girafes avaient un long cou parce que leurs ancêtres avaient tendu la tête pour atteindre les feuilles élevées des arbres, efforts qui selon lui auraient ont porté leurs fruits chez leurs descendants nés avec un cou allongé. Bien que cette vision simpliste ait été scientifiquement démentie, les découvertes de ces dernières années suggèrent bien l’existence d’une hérédité épigénétique qui passe par le transfert de génération en génération de molécules dites “petits ARN”.

Les études réalisées dans le laboratoire du Dr. Rechavi ont démontré dans le passé que les vers léguaient à leur progéniture de telles molécules, contenant des informations sur leur environnement, notamment sur les infections virales et leur état nutritionnel, aidant ainsi au développement de la capacité de survie de leur prochaine génération. L’équipe du Dr. Rechavi a également été la première à montrer que des enzymes spécifiques, nommés RdRPs permettent la copie et l’amplification des petites molécules d’ARN chez les descendants, de sorte que la réaction épigénétique ne soit pas “oubliée”, mais se reproduise au fil des générations.

Cependant on ne savait pas jusqu’à présent pourquoi la majorité des réactions épigénétique ne se produisent que sur un nombre limité de générations, généralement trois à cinq. On supposait qu’elles étaient tout simplement détruites au fil du temps par un processus de dilution. La nouvelle étude du Dr. Rechavi et de son équipe montre qu’il existe des lois qui dictent quelles réactions épigénétiques seront “mémorisées”, et lesquelles seront «oubliées» par les descendants, et pour combien de générations.

“Nous avons découvert un processus actif, un mécanisme d’hérédité épigénétique que l’on peut activer ou désactiver”, explique Léa Houri-Zeevi. “Nous décrivons un processus d’interaction entre les petites molécules d’ARN qui régulent l’expression des gènes et sont transmises par hérédité, et les gènes nécessaires pour les produire et les transmettre. Cette interaction détermine la transmission ou non de la mémoire épigénétique par l’hérédité, et pour combien de générations. Une fois que ces gènes -que nous avons appelés Motek, abréviation de gènes transgénérationnels cinétiques épigénétiques modifiés – sont isolés, nous pouvons en fait influencer la durée de l’héritage épigénétique».

Les chercheurs ont constaté qu’en initiant artificiellement une réaction épigénétique chez les vers, c’est-à-dire en contrôlant chez eux l’action d’un gène spécifique, on remettait à zéro le “chronomètre” du mécanisme d’hérédité épigénétique, de sorte que les réactions épigénétiques autorisées n’étaient pas oubliées par les générations suivantes. En activant ce mécanisme de manière répétée, et en utilisant un groupe de gènes Motek fabriqué, ils ont été en mesure de doubler le nombre de générations influencées par la réaction épigénétique des parents.

L’équipe de Dr. Réchavi examine à présent ces mécanismes chez d’autres espèces. “Il est possible que l’héritage épigénétique chez les humains soit régie par des lois semblables; le temps nous le dira”, commente-t-il. “Auquel cas c’est tout le processus de l’hérédité qu’il faudra réexaminer”. Par exemple, il est possible que le diagnostic génétique de diverses maladies chez les groupes à risque doive inclure non seulement une analyse génomique, à savoir des séquences d’ADN, mais aussi celle des molécules d’ARN concernées. “Il s’agirait d’une bonne nouvelle, car la présente recherche nous suggère déjà les moyens par lesquels il sera possible d’inhiber ou de stimuler l’hérédité épigénétique au fil des générations”.

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