août 16, 2022

7seizh

Dernières nouvelles et nouvelles du monde de 7 Seizh sur les affaires, les sports et la culture. Nouvelles vidéo. Nouvelles des États-Unis, d'Europe, d'Asie-Pacifique, d'Afrique, du Moyen-Orient, d'Amérique.

Une nouvelle recherche met en lumière la division du travail entre les commutateurs génétiques

Inactivation de l’un des deux chromosomes X dans les cellules souches de souris femelles : le gène Xist inactivé produit de nombreuses copies d’ARN (rose), un processus entraîné par une petite région du chromosome X appelée Xert (jaune). L’ensemble du génome est coloré en bleu. Crédit : MPI f. Génétique moléculaire / T. Schwämmle

Les cellules mammifères femelles ont un problème de dosage, car elles ont deux fois le nombre de chromosomes X dont le corps a besoin. Ainsi, l’un d’eux est sélectionné au hasard et désactivé dès le début du développement embryonnaire. Le gène Xist se réveille et produit des centaines de molécules d’ARN, encapsulant un seul chromosome X et le faisant rétrécir en un petit morceau.

Mais comment une cellule sait-elle qu’elle éteint un chromosome à un moment donné – mais seulement s’il y en a deux ? Une équipe de recherche dirigée par Edda Schulz, chef du groupe Lise Meitner à l’Institut Max Planck de génétique moléculaire (MPIMG) a trouvé la réponse à ce puzzle vieux de plusieurs décennies dans les cellules souches de souris et a publié ses résultats dans le journal. cellule moléculaire.

nouveau circuit génétique

Des scientifiques berlinois ont identifié un circuit génétique qui reçoit des informations sur le stade de développement d’une cellule et les transmet au gène Xist. « Nous avons trouvé la région régulatrice qui détecte si une cellule a quitté son état de cellule souche », explique Edda Schulz.

Le commutateur génique nouvellement découvert, surnommé « Xert », est un membre de la famille « enhancer » des séquences régulatrices. Il est incapable d’exécuter le programme de désactivation par lui-même. Xist ne répondra aux signaux de développement que si leur accès est libre et non bloqué par d’autres facteurs, c’est-à-dire lorsqu’il y a deux chromosomes X dans la cellule. Ce n’est que lorsque les deux conditions sont remplies que Xist peut faire taire le chromosome X « en excès ».

Les éléments d’ADN autour du Xist traitent les informations provenant de diverses sources, presque comme un ordinateur, explique Schulze : « La cellule contient des programmes qui peuvent être démarrés et arrêtés. Mais contrairement à une machine faite de fils et de silicium, ses circuits sont faits de molécules qui collent ensemble ou sont créés par des réactions chimiques.

Mieux comprendre les turbulences

« Notre objectif était de retracer les circuits génétiques sans connaître les plans », explique Ratger Galtema, scientifique du laboratoire de Schulze et premier auteur du document de recherche. « En fin de compte, nous avons obtenu une image assez complète du paysage réglementaire pour Xist. »

Dans une première expérience de criblage, les scientifiques ont identifié 138 morceaux d’ADN sur le chromosome X qui semblaient être impliqués d’une manière ou d’une autre dans la signalisation du gène Xist. Pour chacune des sections, ils ont conçu un extrait d’ADN qui pourrait cibler et éliminer individuellement les commutateurs génétiques potentiels. Les chercheurs ont mis les extraits dans des particules ressemblant à des virus, infecté des cellules avec elles et observé des cas dans lesquels la production d’ARN Xist était améliorée ou altérée.

« Nous avons retrouvé plusieurs régulateurs Xist que nous connaissions déjà, et c’était un bon signe car cela a confirmé que notre approche fonctionnait », explique Till Schwämmle, un autre scientifique de l’équipe de Schulz qui est également le premier auteur du document de recherche. « Ce qui est le plus excitant, bien sûr, c’est qu’un certain nombre de séquences complètement inconnues sont apparues dans les analyses. »

division du travail dans l’espace

Pour explorer la fonction des nouvelles séquences, Gjaltema et Schwämmle ont comparé leur activité dans les cellules souches, les cellules en développement et les cellules avec seulement deux ou un chromosome X. Ils notent qu’il semble y avoir une division du travail entre les transducteurs génétiques et une étonnante séparation spatiale.

Le premier interrupteur est situé à proximité immédiate de Xist et de sa séquence de démarrage. Il ne s’inverse que lorsqu’une double dose d’enzymes codantes liées à l’X est présente. Ces enzymes semblent médier la dégradation des facteurs qui inhibent les sections proximales de Xist. Une fois qu’il y a suffisamment d’enzyme, le gène devient disponible pour la signalisation de l’amplificateur Xert. Cependant, avec un seul chromosome X, il y en a très peu et le Xist reste bloqué et incapable de remplir sa fonction.

Schulz explique que le deuxième commutateur n’est pas situé près du Xist : « Comme les autres gènes de croissance, l’activateur est relativement éloigné du gène cible. L’ADN doit être plié en boucle pour se connecter au gène », explique le scientifique. Son équipe avec le chercheur du groupe de Stefan Mundlos au MPIMG étudie la structure tridimensionnelle de l’ADN autour du gène Xist. « Nous montrons que les signaux éloignés les uns des autres sur le brin d’ADN sont complémentaires. »

« La voie de signalisation est liée », dit Schulz. « La zone près du Xist arme le mécanisme et se comporte comme un interrupteur marche/arrêt. Ensuite, l’amplificateur peut appuyer sur la gâchette lorsque la cellule s’est suffisamment développée. »

Modèle pour d’autres gènes de développement

Schulze dit que les nouvelles découvertes fournissent des preuves pour des années d’études supplémentaires pour clarifier pleinement l’inactivation du chromosome X. Cependant, alors que le processus contrôlé par Xist est unique dans le règne animal, les mécanismes de contrôle génétique ne le sont pas. Schulz pense que la régulation de Xist peut également être utilisée pour mieux comprendre d’autres gènes évolutifs : « L’inactivation de Xist est un système fascinant en soi, mais plus important encore, c’est un modèle très précieux pour mieux comprendre les relations de régulation dans le génome. »


Xist définit l’endroit : comment une molécule d’ARN fait taire le chromosome X.


Plus d’information:

Rutger AF Gjaltema et al, Éléments régulateurs cis distaux et proximaux détectant la dose de chromosome X et l’état de croissance au locus Xist, cellule moléculaire (2021). DOI : 10.1016/j.molcel.2021.11.023

Introduction de
Société Max Planck


la citation:
Une nouvelle recherche met en lumière la division du travail entre les adaptateurs génétiques (2022, 5 janvier)
Récupéré le 5 janvier 2022
De https://phys.org/news/2022-01-division-labor-genetic.html

Ce document est soumis au droit d’auteur. Nonobstant toute utilisation équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune
Une partie peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est fourni à titre informatif seulement.

READ  Voie lactée : les astronomes capturent les images les plus profondes et les plus précises à ce jour du trou noir de notre galaxie