Protéines Polycomb et ADN : quand l’emballage est aussi important que le produit

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Des chercheurs du Johns Hopkins Kimmel Cancer Center (Baltimore) se sont intéressés aux protéines Polycomb impliquées dans la compaction de l’ADN, à leur rôle dans la régulation de l’expression des gènes et à leur intérêt dans la thérapie anti-cancer.

Les résultats de cette étude ont été publiés récemment dans la revue PloS Biology [1]. Les protéines de type Polycomb (PcG) constituent des boucles en forme de rosette, serrées autour des gènes et forment un emballage ou "packaging" tridimensionnel qui participe au remodelage de la chromatine[2]. L’extinction de l’expression des gènes ou "silencing" n’est pas seulement un processus linéaire mis en jeu le long de l’ADN, mais prend en compte la manière dont les gènes sont empaquetés. Les protéines PcG interviennent dans la répression de l’expression des gènes en créant des domaines chromatiniens compacts où l’ADN est peu accessible aux enzymes impliquées dans la transcription des gènes. Cet emballage de la chromatine fait partie des mécanismes de régulation de l’expression des gènes au même titre que la méthylation.

La méthylation de l’ADN est un processus cellulaire normal, qui participe à la régulation de l’expression des gènes. Lorsque ce mécanisme ne fonctionne pas correctement, il peut conduire à une méthylation anormale de gènes et à l’extinction de leur expression ; les fonctions de suppression de tumeurs peuvent être arrêtées.

Pour mieux comprendre le rôle de l’emballage de l’ADN par les protéines de type PcG, l’équipe du Dr. Baylin a comparé l’expression d’un gène donné dans des cellules embryonnaires et dans des cellules cancéreuses de colon. Dans les cellules embryonnaires, ce gène a la particularité d’être empaqueté par des protéines PcG, de ne pas être méthylé et de s’exprimer faiblement. Lorsque la cellule reçoit des signaux de maturation, les boucles PcG se désorganisent et le gène s’exprime fortement. Dans les cellules cancéreuses du colon, le même gène est anormalement méthylé, les boucles PcG sont plus compactes et il n’y a pas d’expression du gène. En supprimant la méthylation de l’ADN dans les cellules cancéreuses, les chercheurs ont observés un relâchement des boucles PcG semblable à celui des cellules embryonnaires et sont parvenus à restaurer l’expression du gène.

Selon le Dr. Baylin, "les protéines Polycomb se combinent à une méthylation anormale des gènes pour désactiver les gènes suppresseurs de tumeur et bloquer les cellules cancéreuses dans un état primitif". Les agents déméthylants, qui ciblent les méthylations anormales des gènes, ont déjà été introduits comme une thérapie anti-cancer prometteuse. Les travaux du Dr. Baylin montrent que pour que ces thérapies soient efficaces, "elles doivent prendre en compte le rôle des boucles PcG". Cette découverte amène donc un nouvel espoir dans la compréhension des processus de cancérisation et la recherche de nouvelles thérapies anti-cancer.

[2] La chromatine est la combinaison de l’ADN avec des protéines appelées histones. L’ADN se condense en s’enroulant autour des histones pour former des structures appelées nucléosomes. Ce sont ces longues chaînes de nucléosomes qui forment les chromosomes de nos cellules. La condensation de la chromatine est influencée par des modifications chimiques (méthylations de l’ADN et des histones ; acétylations des histones) et par des protéines qui se lient à l’ADN.

Source :


- [1] "PcG Proteins, DNA Methylation, and Gene Repression by Chromatin Looping" - Tiwari VK, McGarvey KM, Licchesi JD, Ohm JE, Herman JG, et al. - PLoS Biology - Vol. 6, No. 12, e306 - http://dx.doi.org/10.1371/journal.pbio.0060306
- "Gene packaging tells story of cancer development" - 04/12/08 - http://www.physorg.com/news147632761.html
- "La régulation épigénétique de l’identité cellulaire" - http://www.cnrs.fr/languedoc-roussillon/hebdo/actus.php?numero=901
- "Chromatin" - Wikipedia - http://en.wikipedia.org/wiki/Chromatin

Pour en savoir plus, contacts :


- "Les protéines Polycomb et la mémoire de l’identité cellulaire" - http://www.arc.asso.fr/Les-proteines-Polycomb-et-la-memoire-de-lidentite-cellulaire/article/Les-proteines-Polycomb-et-la-memoire-de-lidentite-cellulaire.html
- Stephen B. Baylin, Docteur, Professeur d’oncologie, The Sidney Kimmel Comprehensive Cancer Center, The Johns Hopkins University Medical Institutions, Baltimore, Etats-unis - http://humangenetics.jhmi.edu/index.php?option=com_content&task=view&id=21&Itemid=35
- "Polycomb group proteins" - http://www.humpath.com/article.php3?id_article=773
Code brève
ADIT : 57000

Rédacteur :

Alexandre Touvat (deputy-sdv.mst@ambafrance-us.org)

Voir en ligne : http://www.bulletins-electroniques….