Des chercheurs de l'Institut des sciences de la vie de l'Université du Michigan et du Howard Hughes Medical Institute ont identifié comment l'ADN satellite, considéré comme un «ADN indésirable», joue un rôle essentiel dans l'assemblage du génome. Les résultats, publiés dans la revue eLife, montrent que les déchets génétiques jouent un rôle essentiel pour garantir que les chromosomes sont correctement positionnés dans le noyau cellulaire, ce qui est essentiel à la survie cellulaire. Et cette fonction semble avoir été préservée chez de nombreuses espèces.
Pourquoi un ADN indésirable est-il nécessaire?
L'ADN satellite péricentromérique consiste en une séquence de code génétique très simple et souvent répétitive. Et bien qu'il représente une partie importante de notre génome, l'ADN satellite ne contient aucune instruction spécifique pour fabriquer des protéines spécifiques. De plus, on pensait que sa nature répétitive rendait le génome moins stable et plus vulnérable aux blessures ou aux maladies. Jusqu'à récemment, les scientifiques croyaient que l'ADN «indésirable» ou «égoïste» n'avait ni rôle ni but.
«Nous ne pouvions pas simplement accepter l'idée qu'il ne s'agissait que de déchets génomiques», déclare Yukiko Yamashita, professeur de recherche au LSI et auteur principal de l'étude. «Si nous n'en avons pas besoin et que nous n'en tirons rien, l'évolution s'en débarrasserait sûrement. Mais cela ne s'est pas produit.
Yamashita et ses collègues ont décidé de voir ce qui se passerait si ces cellules n'utilisaient pas d'ADN satellite péricentromérique. Parce qu'il existe sous forme de séquences longues et répétitives, les scientifiques ne peuvent pas simplement muter ou couper tout l'ADN du génome. Au lieu de cela, ils ont attribué la protéine D1, qui se lie à l'ADN satellite.
Les scientifiques ont retiré D1 des cellules d'un organisme de test largement utilisé, Drosophila melanogaster (mouche des fruits). Et ils ont immédiatement découvert que les cellules germinales - qui se transforment généralement en spermatozoïdes ou en ovules - meurent.
Une analyse plus approfondie a montré que les cellules mourantes formaient des micronoyaux, ou de minuscules bourgeons à l'extérieur du noyau, qui comprenaient des parties du génome. Sans le génome entier encapsulé dans le noyau, les cellules ne pourraient pas survivre.
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Les scientifiques pensent que la protéine D1 se lie à l'ADN satellite, assemblant tous les chromosomes du noyau. Si la protéine D1 ne peut pas absorber l'ADN satellite, la cellule perd sa capacité à former un noyau complet et meurt. D'autres tests ont montré que l'ADN satellite est essentiel à la survie des cellules de diverses espèces qui incorporent de l'ADN dans le noyau, y compris les humains.
Ilya Khel
