{"id":5342,"date":"2014-01-23T08:18:11","date_gmt":"2014-01-23T06:18:11","guid":{"rendered":"http:\/\/wp.unil.ch\/allezsavoir\/?p=5342"},"modified":"2014-01-23T10:21:00","modified_gmt":"2014-01-23T08:21:00","slug":"pourquoi-les-vrais-jumeaux-sont-ils-legerement-differents","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wp.unil.ch\/allezsavoir\/pourquoi-les-vrais-jumeaux-sont-ils-legerement-differents\/","title":{"rendered":"Pourquoi les vrais jumeaux sont-ils l\u00e9g\u00e8rement diff\u00e9rents?"},"content":{"rendered":"
\"Notre<\/a>
Notre histoire individuelle laisse une trace dans nos g\u00e8nes. Est-ce cela qui explique les diff\u00e9rences entre les vrais jumeaux? Pas s\u00fbr, selon des chercheurs du CIG. \u00a9 Oksana Kuzmina \u2013 Fotolia.com<\/figcaption><\/figure>\n

C\u2019est d\u2019autant plus \u00e9tonnant qu\u2019ils ont le m\u00eame patrimoine g\u00e9n\u00e9tique. Pour l\u2019expliquer, les biologistes invoquent l\u2019\u00e9pig\u00e9n\u00e9tique qui rend compte du fait que l\u2019histoire individuelle s\u2019inscrit dans une structure qui entoure l\u2019ADN et qui peut \u00eatre transmise \u00e0 la descendance. Les recherches d\u2019Alexandre Reymond et de ses coll\u00e8gues l\u00e9maniques mettent quelques grains de g\u00e8nes dans les rouages de cette th\u00e9orie.<\/em><\/p>\n

C\u2019est l\u2019un des grands d\u00e9fis du moment: faire \u00e9merger une v\u00e9ritable m\u00e9decine personnalis\u00e9e qui offrirait \u00e0 chaque individu la th\u00e9rapie la mieux appropri\u00e9e \u00e0 son cas. Donc \u00e0 ses g\u00e8nes. Ce sont eux en effet qui pr\u00e9disposent chacun d\u2019entre nous \u00e0 d\u00e9velopper telle ou telle maladie, eux aussi qui sont \u00e0 l\u2019origine de notre r\u00e9ponse, ou au contraire de notre r\u00e9sistance, \u00e0 un traitement donn\u00e9. En t\u00e9moigne l\u2019apparition d\u2019entreprises comme l\u2019am\u00e9ricaine 23andME qui propose \u00e0 ses clients de pr\u00e9dire les pathologies qui les menacent sur la base de l\u2019analyse de leur ADN, contenu dans un \u00e9chantillon de salive.<\/p>\n

C\u2019est sans doute aller un peu vite et la recherche suit une autre voie. Les scientifiques sont en effet persuad\u00e9s que la cl\u00e9 du succ\u00e8s r\u00e9side dans la compr\u00e9hension du fonctionnement du g\u00e9nome. Comme le dit Alexandre Reymond, professeur associ\u00e9 au Centre Int\u00e9gratif de G\u00e9nomique (CIG)<\/a> de l\u2019UNIL, l\u2019enjeu est de \u00abpouvoir relier le g\u00e9notype au ph\u00e9notype\u00bb. Autrement dit de \u00absavoir quelle s\u00e9quence d\u2019ADN produit quel effet\u00bb \u2013 qu\u2019il s\u2019agisse d\u2019un trait morphologique (comme la taille ou la couleur des yeux) ou de la susceptibilit\u00e9 \u00e0 une pathologie. C\u2019est dans ce cadre que s\u2019inscrivent les recherches men\u00e9es par des \u00e9quipes \u00abappartenant aux trois institutions l\u00e9maniques\u00bb, souligne le chercheur: l\u2019UNIGE, l\u2019UNIL et l\u2019EPFL.<\/p>\n

Le s\u00e9quen\u00e7age du g\u00e9nome humain soul\u00e8ve de nombreuses questions<\/strong>
\nOn aurait pu croire ces probl\u00e8mes r\u00e9solus avec le s\u00e9quen\u00e7age, en 2001, du premier g\u00e9nome humain. Mais de m\u00eame que la d\u00e9couverte de la pierre de Rosette n\u2019a pas permis de comprendre les textes de l\u2019ancienne Egypte, tant les hi\u00e9roglyphes sont longtemps rest\u00e9s ind\u00e9chiffrables, la lecture des quelque 20?000 g\u00e8nes de notre g\u00e9nome a pos\u00e9 plus de questions qu\u2019elle n\u2019a apport\u00e9 de r\u00e9ponses. A commencer par celle-ci: pourquoi des vrais jumeaux, qui ont pourtant des patrimoines g\u00e9n\u00e9tiques identiques, ont-ils malgr\u00e9 tout des apparences physiques l\u00e9g\u00e8rement diff\u00e9rentes et ne sont-ils pas \u00e9gaux face aux maladies? C\u2019est \u00e0 ce stade que l\u2019\u00e9pig\u00e9n\u00e9tique entre en jeu.<\/p>\n

L\u2019\u00e9pig\u00e9n\u00e9tique? Le terme vient du grec et signifie \u00abau-dessus de la g\u00e9n\u00e9tique\u00bb. Il d\u00e9signe une nouvelle discipline qui rend compte du fait que les parents ne transmettent pas uniquement leurs g\u00e8nes \u00e0 leurs enfants. Ils leur l\u00e8guent aussi, inscrit dans leur patrimoine g\u00e9n\u00e9tique, la trace d\u2019\u00e9v\u00e9nements qu\u2019ils ont v\u00e9cus au cours de leur existence (lire Allez savoir!<\/em> N\u00b0 49, 3 novembre 2010)<\/a>.<\/p>\n

Quand le v\u00e9cu du grand-p\u00e8re influence la sant\u00e9 de son petit-fils<\/strong>
\nTout est parti d\u2019un petit village isol\u00e9 du nord de la Su\u00e8de, \u00d6verkalix, et d\u2019une surprenante enqu\u00eate qui a \u00e9t\u00e9 men\u00e9e sur l\u2019\u00e9tat de sant\u00e9, sur trois g\u00e9n\u00e9rations, de quelques familles rest\u00e9es au village. Elle a montr\u00e9 que l\u2019esp\u00e9rance de vie des personnes et leur pr\u00e9disposition \u00e0 certaines maladies, comme le diab\u00e8te, n\u2019\u00e9taient pas les m\u00eames si leur grand-p\u00e8re avait connu, durant sa pr\u00e9adolescence, un des rares hivers d\u2019abondance ou au contraire une p\u00e9riode de famine.<\/p>\n

Depuis, d\u2019autres \u00e9tudes ont confirm\u00e9 que des modifications du patrimoine g\u00e9n\u00e9tique dues \u00e0 l\u2019environnement sont transmissibles \u00e0 la descendance. Notamment celle men\u00e9e \u00e0 l\u2019EPFL sur des rats m\u00e2les. \u00abCes rongeurs, relate Alexandre Reymond, ont \u00e9t\u00e9 soumis \u00e0 un stress intense pendant leur jeunesse et sont devenus agressifs. Un comportement que l\u2019on a retrouv\u00e9 dans les g\u00e9n\u00e9rations suivantes de rats, m\u00eame chez ceux que l\u2019on ne stressait pas.\u00bb<\/p>\n

Autour du g\u00e9nome, l\u2019\u00e9pig\u00e9nome<\/strong>
\nPour expliquer ce ph\u00e9nom\u00e8ne, les scientifiques ont fait appel \u00e0 une nouvelle notion: celle d\u2019\u00e9pig\u00e9nome qui se trouve \u00abautour du g\u00e9nome\u00bb, selon les termes Alexandre Reymond. Il faut savoir que si la mol\u00e9cule d\u2019ADN \u00e9tait d\u00e9pli\u00e9e dans chacune de nos cellules, elle aurait une longueur de deux m\u00e8tres. \u00abPour que cette longue cha\u00eene puisse entrer dans le noyau cellulaire, elle doit \u00eatre empaquet\u00e9e\u00bb, pr\u00e9cise le professeur de l\u2019UNIL. Les brins d\u2019ADN s\u2019enroulent donc autour de prot\u00e9ines, les histones. L\u2019ensemble prend alors l\u2019apparence d\u2019un collier de perles nomm\u00e9 chromatine.<\/p>\n

De l\u00e0 \u00e0 conclure que les modifications de cet \u00e9pig\u00e9nome permettaient d\u2019expliquer les diff\u00e9rences observ\u00e9es entre les individus, notamment les vrais jumeaux, il n\u2019y avait qu\u2019un pas que certains chercheurs ont rapidement franchi. Selon eux, l\u2019histoire individuelle modifie non pas les g\u00e8nes eux-m\u00eames, mais leur \u00abexpression\u00bb. En d\u2019autres termes, en fonction de facteurs li\u00e9s \u00e0 l\u2019environnement, certains g\u00e8nes restent silencieux alors que d\u2019autres s\u2019activent, conduisant in fine \u00e0 la fabrication des prot\u00e9ines indispensables \u00e0 la vie de notre organisme. C\u2019est cette hypoth\u00e8se que les recherches des \u00e9quipes l\u00e9maniques viennent aujourd\u2019hui contredire.<\/p>\n

Parcourir l\u2019ensemble du g\u00e9nome<\/strong>
\nPour mener leurs travaux, les chercheurs ont utilis\u00e9 la m\u00e9thode dite de \u00abl\u2019\u00e9tude d\u2019association pang\u00e9nomique\u00bb qui consiste, explique Alexandre Reymond, \u00ab\u00e0 parcourir l\u2019ensemble du g\u00e9nome et \u00e0 rechercher quelle s\u00e9quence est associ\u00e9e \u00e0 quelle maladie ou \u00e0 quel trait\u00bb. Certaines \u00e9quipes ont par exemple consid\u00e9r\u00e9 10?000 personnes infect\u00e9es et autant en bonne sant\u00e9 et elles ont compar\u00e9 leurs patrimoines g\u00e9n\u00e9tiques. L\u2019ADN \u00e9tant \u00e9crit \u00e0 l\u2019aide d\u2019un alphabet de quatre lettres (les nucl\u00e9otides) \u2013 A, G, C et T \u2013 ces chercheurs ont \u00abregard\u00e9 1 million de positions sur les g\u00e9nomes et compt\u00e9 par exemple le nombre de A qu\u2019elles contenaient, afin de savoir s\u2019il \u00e9tait le m\u00eame chez les personnes saines et malades. La r\u00e9ponse est non\u00bb.<\/p>\n

Ce genre d\u2019\u00e9tudes a \u00abexplos\u00e9 au cours des dix derni\u00e8res ann\u00e9es et l\u2019on conna\u00eet aujourd\u2019hui un grand nombre de r\u00e9gions du g\u00e9nome qui sont associ\u00e9es \u00e0 un trait ou \u00e0 une maladie\u00bb, constate le chercheur de l\u2019UNIL.<\/p>\n

Ouvrir les bo\u00eetes noires<\/strong>
\nDans ces cas-l\u00e0, on a donc \u00abpu associer un g\u00e9notype \u00e0 un ph\u00e9notype\u00bb. Il reste que le chemin qui m\u00e8ne de l\u2019un \u00e0 l\u2019autre est \u00e9maill\u00e9 de \u00abbo\u00eetes noires que nous avons entrepris d\u2019ouvrir\u00bb, note Alexandre Reymond.<\/p>\n

Pour ce faire, pr\u00e9cise-t-il, \u00abnous avons simplifi\u00e9 le probl\u00e8me\u00bb. Au lieu de prendre en compte un ph\u00e9notype donn\u00e9, les chercheurs se sont focalis\u00e9s sur un g\u00e8ne et sur son expression. \u00abNous avons pris une paire de lettres sur le g\u00e9nome (car chacun de nous a deux brins d\u2019ADN, l\u2019un h\u00e9rit\u00e9 de la m\u00e8re, l\u2019autre du p\u00e8re, donc deux lettres \u00e0 chaque position) et nous avons regard\u00e9 si le g\u00e8ne qui est \u00e0 proximit\u00e9 est beaucoup, ou peu, exprim\u00e9.\u00bb La t\u00e2che a \u00e9t\u00e9 r\u00e9p\u00e9t\u00e9e tout au long de la mol\u00e9cule d\u2019ADN.<\/p>\n

L\u2019apport des biobanques et de la bioinformatique<\/strong>
\nPour mener \u00e0 bien cette \u00e9tude, les chercheurs l\u00e9maniques ont eu recours \u00e0 une biobanque am\u00e9ricaine, \u00abaccessible \u00e0 tous les chercheurs\u00bb, qui leur a fourni des cellules appartenant \u00e0 54 personnes. Ils ont choisi d\u2019\u00e9tudier \u00abdes lymphoblasto\u00efdes, un type de globules blancs que nous avons transform\u00e9s afin de pouvoir les multiplier \u00e0 l\u2019infini\u00bb. Ils ont ainsi pu voir comment s\u2019exprimaient les g\u00e8nes de ces cellules dont ils connaissaient le g\u00e9nome, puisqu\u2019elles provenaient de personnes \u00abfaisant partie des mille premiers individus dont le g\u00e9nome a \u00e9t\u00e9 s\u00e9quenc\u00e9\u00bb.<\/p>\n

Alexandre Reymond et ses coll\u00e8gues ont aussi eu acc\u00e8s \u00e0 deux \u00abtrios\u00bb, c\u2019est-\u00e0-dire \u00e0 des cellules d\u2019une m\u00e8re, d\u2019un p\u00e8re et de leur fille \u2013 dont les patrimoines g\u00e9n\u00e9tiques avaient \u00e9galement \u00e9t\u00e9 d\u00e9crypt\u00e9s. Cela leur a permis de comparer les g\u00e9nomes et les \u00e9pig\u00e9nomes des parents et de leur enfant. Cette mani\u00e8re de faire \u00abn\u2019avait jamais \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9e jusqu\u2019\u00e0 pr\u00e9sent\u00bb. Elle est \u00ab\u00e9l\u00e9gante\u00bb, ajoute le chercheur du CIG, car elle permet d\u2019avoir acc\u00e8s \u00abdans le m\u00eame tube \u00e0 essai\u00bb, \u00e0 l\u2019information g\u00e9n\u00e9tique des trois membres de la famille, le g\u00e9nome de la fille \u00e9tant une recombinaison de ceux de ses parents.<\/p>\n

Ce travail a n\u00e9cessit\u00e9 \u00able stockage et le traitement de millions de donn\u00e9es\u00bb, souligne Alexandre Reymond. C\u2019est dire qu\u2019il \u00abn\u2019aurait pas \u00e9t\u00e9 r\u00e9alisable sans l\u2019aide de la bioinformatique<\/a> et sans l\u2019infrastructure que le SIB Institut Suisse de Bioinformatique et le centre Vital-IT mettent \u00e0 notre disposition.\u00bb<\/p>\n

La g\u00e9n\u00e9tique reprend ses droits<\/strong>
\nSans entrer dans les d\u00e9tails de cette recherche qui, comme Alexandre Reymond le reconna\u00eet en riant, \u00abest assez \u00e9sot\u00e9rique\u00bb pour des non-sp\u00e9cialistes, disons que les chercheurs l\u00e9maniques sont parvenus \u00e0 ouvrir ainsi quelques-unes des bo\u00eetes noires auxquelles ils s\u2019\u00e9taient attaqu\u00e9s.<\/p>\n

Ils ont montr\u00e9 que, dans la cascade de r\u00e9actions qui conduit \u00e0 l\u2019expression d\u2019un g\u00e8ne, les \u00e9l\u00e9ments d\u00e9terminants \u00e9taient les facteurs de transcription (ces prot\u00e9ines qui se lient \u00e0 des s\u00e9quences d\u2019ADN sp\u00e9cifiques et signalent si un g\u00e8ne doit \u00eatre exprim\u00e9 ou non). Tout repose en fait sur la mani\u00e8re dont ces facteurs de transcription parviennent \u00e0 se fixer \u00e0 telle ou telle lettre de l\u2019alphabet g\u00e9n\u00e9tique. Quant \u00e0 la modification de \u00abl\u2019empaquetage\u00bb \u2013 donc de l\u2019\u00e9pig\u00e9nome \u2013 elle semble n\u2019\u00eatre qu\u2019une des cons\u00e9quences de ce m\u00e9canisme.
\nEn d\u2019autres termes, r\u00e9sume le professeur de l\u2019UNIL, \u00abil s\u2019agit de g\u00e9n\u00e9tique et non d\u2019\u00e9pig\u00e9n\u00e9tique. Le r\u00f4le de l\u2019environnement, le fait qu\u2019une personne soit stress\u00e9e par exemple, n\u2019a aucune influence dans l\u2019affaire\u00bb.<\/p>\n

Un r\u00f4le mineur pour l\u2019\u00e9pig\u00e9nome<\/strong>
\nVoil\u00e0 de quoi faire p\u00e2lir l\u2019\u00e9toile montante de l\u2019\u00e9pig\u00e9n\u00e9tique. \u00abNotre but n\u2019\u00e9tait pas de la d\u00e9nigrer\u00bb, pr\u00e9cise le chercheur lausannois qui avoue qu\u2019en publiant leurs r\u00e9sultats dans la revue Science, les auteurs de cette \u00e9tude craignaient la r\u00e9action de leurs coll\u00e8gues sp\u00e9cialistes de cette nouvelle discipline. En fait, \u00abtout s\u2019est bien pass\u00e9\u00bb, dit-il.<\/p>\n

Certes, il n\u2019est pas question pour autant de jeter l\u2019\u00e9pig\u00e9n\u00e9tique avec l\u2019eau du bain. \u00abNos conclusions ne signifient pas qu\u2019elle n\u2019a aucun r\u00f4le\u00bb, s\u2019empresse de dire Alexandre Reymond qui pr\u00e9cise que, sans elle, il ne serait pas possible d\u2019expliquer les conclusions de l\u2019\u00e9tude r\u00e9alis\u00e9e \u00e0 \u00d6verkalix, ni les travaux de l\u2019EPFL sur les rats. \u00abMais dans le cas des s\u00e9quences d\u2019ADN que nous avons \u00e9tudi\u00e9es, elle ne joue qu\u2019un r\u00f4le mineur.\u00bb<\/p>\n

Un \u00e9chantillon \u00e9largi<\/strong>
\nPoursuivant leurs recherches dans le cadre de SystemsX.ch, un important programme de recherche lanc\u00e9 par la Conf\u00e9d\u00e9ration pour promouvoir la biologie syst\u00e9mique, Alexandre Reymond et ses coll\u00e8gues vont continuer sur leur lanc\u00e9e. Ils vont cette fois \u00ab\u00e9largir leur \u00e9chantillon\u00bb, en \u00e9tudiant les cellules de deux cents personnes et en travaillant non seulement sur leurs globules blancs, mais aussi sur leurs fibroblastes (cellules que l\u2019on trouve dans le tissu conjonctif, notamment dans le derme).<\/p>\n

En \u00e9tudiant et en comparant ces diff\u00e9rents tissus, Alexandre Reymond et ses coll\u00e8gues pourront rep\u00e9rer leurs points communs et leurs divergences. Ils esp\u00e8rent aussi \u00eatre en mesure d\u2019\u00e9lucider un autre myst\u00e8re de la biologie et de comprendre pourquoi \u00abtoutes nos cellules, qui ont le m\u00eame ADN, ne l\u2019utilisent pas de la m\u00eame fa\u00e7on\u00bb. Une mani\u00e8re pour les chercheurs de poursuivre la \u00abmission\u00bb qu\u2019ils se sont fix\u00e9e: faire \u0153uvre utile pour la m\u00e9decine et donc pour notre sant\u00e9.<\/p>\n

Lire la suite: La bioinformatique: un outil\u00a0 indispensable aux biologistes<\/em><\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

C\u2019est d\u2019autant plus \u00e9tonnant qu\u2019ils ont le m\u00eame patrimoine g\u00e9n\u00e9tique. Pour l\u2019expliquer, les biologistes invoquent l\u2019\u00e9pig\u00e9n\u00e9tique qui rend compte du fait que l\u2019histoire individuelle s\u2019inscrit dans une structure qui entoure … <\/p>\n","protected":false},"author":825,"featured_media":5234,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","_seopress_titles_title":"","_seopress_titles_desc":"","_seopress_robots_index":"","footnotes":""},"categories":[42135,32],"tags":[44],"class_list":{"0":"post-5342","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-no-56","8":"category-technologie","9":"tag-elisabeth-gordon"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/allezsavoir\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5342","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/allezsavoir\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/allezsavoir\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/allezsavoir\/wp-json\/wp\/v2\/users\/825"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/allezsavoir\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=5342"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/allezsavoir\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5342\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/allezsavoir\/wp-json\/wp\/v2\/media\/5234"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/allezsavoir\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=5342"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/allezsavoir\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=5342"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/allezsavoir\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=5342"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}