février 8, 2023

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Les dommages causés par les radiations aux spermatozoïdes matures ne peuvent pas être réparés et sont plutôt transmis à la progéniture

La question de savoir si l’exposition des parents aux rayonnements peut avoir des conséquences pour leurs enfants est l’une des questions les plus récurrentes en radiobiologie. à l’aide de nématodes Certains types sont élégants En tant que modèle, le professeur Dr. Bjorn Schumacher et son équipe ont découvert que les dommages causés par les radiations aux spermatozoïdes matures ne peuvent pas être réparés mais sont plutôt transmis à la progéniture. En revanche, la femelle ovipare répare délicatement les dégâts ou, si les dégâts sont trop graves, elle est jetée et aucun dommage n’est causé. Cependant, lorsque l’ovule est fécondé par un sperme endommagé par les radiations, les protéines de réparation de la mère fournies par l’ovule tentent de réparer l’ADN du père. À cette fin, un mécanisme de réparation très sujet aux erreurs est utilisé et intègre de manière aléatoire des morceaux d’ADN cassés. Ces fusions aléatoires des espaceurs conduisent alors à des changements structurels dans les chromosomes paternels. La progéniture résultante porte maintenant des lésions chromosomiques et, à son tour, sa progéniture présente de graves anomalies du développement. travail effectué C. elegans Jette les bases d’une meilleure compréhension des mécanismes des effets génétiques de l’exposition paternelle aux radiations.

Ce travail est maintenant publié sous le titre « Inheritance of paternal DNA damage by restriction histone-mediated repair » dans la nature.

La progéniture produite à partir d’animaux mâles irradiés et de vers femelles sains porte ce qu’on appelle des changements structurels – des connexions aléatoires de segments chromosomiques. Chez la progéniture, ces déviations entraînent des ruptures fréquentes mais ces dommages ne peuvent plus être réparés. Au lieu de cela, les chromosomes endommagés sont protégés d’une réparation minutieuse par des protéines, appelées histones, qui emballent étroitement de longs brins d’ADN. Dans l’ADN dense, les cassures ne sont plus accessibles par les protéines de réparation. Les structures d’ADN serrées sont maintenues ensemble par des protéines histones spécifiques, HIS-24 et HPL-1. Lorsque ces protéines histones sont éliminées, les dommages hérités par le père sont complètement éliminés et une progéniture viable peut être produite. La découverte que les protéines histones contrôlent l’accessibilité de l’ADN pour les réparations pourrait fournir des cibles thérapeutiques efficaces pour le traitement des dommages causés par les radiations.

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Est-ce également adapté aux dommages causés par les radiations aux humains ? En plus de travailler sur les nématodes, l’équipe a découvert les mêmes variantes structurelles, ou chromosomes assemblés au hasard, chez l’homme. Ici aussi, les aberrations chromosomiques étaient transmises spécifiquement par les pères, et non par les mères. Pour cela, les scientifiques ont analysé différents ensembles de données du projet 1000 Genomes contenant des données génétiques de plus d’un millier de personnes et du projet Islandic deCODE avec des données génétiques des mères, des pères et des enfants d’intérêt.

On pense que les aberrations du génome, en particulier les différences structurelles des chromosomes, qui se développent dans la lignée germinale paternelle, augmentent le risque de développer des troubles tels que l’autisme et la schizophrénie.


Prof. Dr Bjorn Schumacher

Cela signifie que chez l’homme également, les spermatozoïdes matures doivent être spécialement protégés contre les dommages causés par les radiations et que les spermatozoïdes matures endommagés ne doivent pas être utilisés pour la conception. Il a ajouté: « De tels dommages sont susceptibles de se produire pendant la radiothérapie ou la chimiothérapie et présentent donc un risque dans les deux mois nécessaires pour produire de nouveaux spermatozoïdes pour remplacer les spermatozoïdes endommagés. » En effet, contrairement aux spermatozoïdes matures, les spermatozoïdes nouvellement nés ont la capacité de réparer délicatement les dommages.

Fait intéressant, les scientifiques ont trouvé ces différences structurelles dans les chromosomes également chez les nématodes à l’état sauvage et chez l’homme. Ces résultats suggèrent que les dommages aux spermatozoïdes matures et la réparation inexacte de l’ADN paternel dans le zygote pourraient être les principaux moteurs de la variation génétique au cours du développement et pourraient être responsables de maladies génétiques chez l’homme.

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L’étude a été menée à l’Institute for Genome Stability in Aging and Disease du CECAD Group of Excellence in Aging Research de l’Université de Cologne et a reçu un financement de la Fondation allemande pour la recherche (DFG).

Source:

Référence de la revue :

Wang, S.; et coll. (2022) Héritage des dommages à l’ADN paternel par réparation médiée par les histones de restriction. la nature. doi.org/10.1038/s41586-022-05544-w.