Ces chercheurs de la Washington State University (WSU) se rapprochent de la résolution du mystère du vieillissement- et des maladies liées à l’âge comme le cancer- avec cette recherche centrée une région d’ADN poubelle c’est-à-dire d’ADN répétitif qui ne code pas pour les protéines, mais qui semble ici améliorer l’activité du gène de la télomérase connu pour son action de prévention du vieillissement chez certains types de cellules. La recherche, publiée dans les Actes de l’Académie des Sciences américaine (PNAS), montre également l’impact de la séquence dans le risque de cancer, et un mécanisme de cancérogenèse bien plus complexe que la mutation d’un oncogène.
Le corps humain est essentiellement constitué de milliards de cellules vivantes. Il vieillit avec ses cellules qui finissent par cesser de se répliquer et de se diviser. Les scientifiques savent depuis longtemps que les gènes influencent le vieillissement des cellules et la durée de vie des humains. Cette nouvelle étude menée par Jiyue Zhu, professeur de sciences pharmaceutiques à la WSU, identifie une région d’ADN connue sous le nom de VNTR2-1 qui semble piloter l’activité du gène de la télomérase, un gène déjà documenté pour sa capacité à réduire le vieillissement cellulaire.
Cette étude apporte une nouvelle confirmation du fait que l’ADN poubelle, longtemps considéré comme sans intérêt ou sans fonction particulière, peut être associé à une fonction biologique : Le génome humain est constitué d’environ 3 milliards de paires de bases d’ADN, mais dont seulement un petit pourcentage est de l’ADN codant pour les protéines. Les rôles et les fonctions du reste de l’ADN ne sont pas claires pour les scientifiques qui l’ont appelé «ADN poubelle».
Certaines séquences d’ADN poubelle sont tout de même capables de modifier l’expression de certains gènes.
Le gène de la télomérase contrôle l’activité de l’enzyme télomérase, qui aide à produire les télomères, ces capuchons présents à l’extrémité de chaque brin d’ADN qui protègent les chromosomes dans nos cellules. Dans les cellules normales, la longueur des télomères raccourcit chaque fois que les cellules dupliquent leur ADN avant de se diviser. Lorsque les télomères deviennent trop courts, les cellules ne peuvent plus se reproduire, ce qui les fait vieillir et mourir. Cependant, dans certains types de cellules, notamment les cellules reproductrices et les cellules cancéreuses, l’activité du gène de la télomérase permet de réinitialiser les télomères à la même longueur lorsque l’ADN est copié. C’est la raison pour laquelle les cellules cancéreuses peuvent continuer à se multiplier, de manière incontrôlée, et à former des tumeurs.
Savoir comment le gène de la télomérase est régulé et activé et pourquoi il n’est actif que dans certains types de cellules est donc la clé pour comprendre le processus de vieillissement et le développement du cancer. Cette recherche met en lumière l’action d’une séquence donnée, VNTR2-1, qui contribue à stimuler l’activité du gène de la télomérase.
« Cette action est particulièrement remarquable car il s’agit d’une séquence d’ADN « poubelle » »
La séquence en question fait en effet partie des près de 50% de notre génome constitué d’ADN répétitif qui ne code pas pour les protéines. Ces séquences d’ADN considérées comme du « junk ADN » sont difficiles à étudier. Cependant la recherche montre que cette séquence en particulier exerce bien une fonction en boostant l’activité du gène de la télomérase.
Une série d’expériences révèle ici que la suppression de la séquence d’ADN des cellules cancéreuses, à la fois dans une lignée cellulaire humaine (in vitro) et chez la souris (in vivo) entraîne un raccourcissement des télomères, le vieillissement des cellules et permet l’arrêt de la croissance des tumeurs ;
une seconde étude qui a examiné la longueur de la séquence dans des échantillons d’ADN prélevés sur des centenaires caucasiens et afro-américains et des participants témoins à la Georgia Centenarian Study, montre que la longueur de la séquence variait de 53 répétitions – ou copies – de l’ADN à 160 répétitions : le gène de la télomérase apparaît plus actif chez les personnes ayant une séquence plus longue. Peu de centenaires sont porteurs d’une séquence VNTR2-1 courte. Une séquence VNTR2-1 plus longue ne signifie pas que la durée de vie sera plus courte, mais que le gène de la télomérase est moins actif et que la longueur des télomères peut être plus courte, ce qui peut aussi réduire le risque de cancer…
Ainsi, le développement du cancer ne dépend pas simplement de la mutation d’oncogènes ou a contrario de la présence de gènes suppresseurs de tumeurs. UDes séquences de « junk ADN » peuvent également intervenir dans ce processus.
Source: PNAS June 29, 2021 DOI : 10.1073/pnas.2019043118 Polymorphic tandem DNA repeats activate the human telomerase reverse transcriptase gene
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