Des génomes anciens découvrent des éléments transposables dégénérés dans l’ADN humain

Le génome humain, un réseau complexe d’informations génétiques essentielles à la vie, s’est révélé être un trésor de caractéristiques étranges. Parmi eux se trouvent des sections d’ADN qui peuvent « sauter » et se déplacer dans le génome, appelées « éléments transposables » (ET).

Lorsque les ET changent de position au sein du génome, ils peuvent potentiellement provoquer des mutations et modifier le profil génétique de la cellule, mais sont également des organisateurs majeurs de l’organisation et de l’expression de notre génome. Par exemple, les ET contribuent aux éléments régulateurs, aux sites de liaison aux facteurs de transcription et à la formation de transcrits chimériques – des séquences génétiques qui apparaissent lorsque des segments de deux gènes ou parties du génome différents sont réunis pour former une nouvelle molécule d’ARN hybride.

En raison de leur importance fonctionnelle, il a été reconnu que les ET constituent la moitié de l’ADN humain. Cependant, à mesure qu’ils bougent et vieillissent, les ET subissent des changements qui obscurcissent leur forme originale. Au fil du temps, les ET « dégénèrent » et deviennent moins détectables, ce qui rend difficile pour les scientifiques de les identifier et de les suivre dans notre plan génétique.

Dans une nouvelle étude, des chercheurs du groupe de Didier Trono à l’EPFL ont trouvé un moyen d’améliorer la détection des ET dans le génome humain en utilisant des génomes ancestraux reconstruits de différentes espèces, ce qui leur a permis de détecter des ET dégénérés auparavant indétectables dans le génome humain. L’étude est publiée dans Génomique cellulaire.

Les scientifiques ont utilisé une base de données de génomes ancestraux reconstruits de diverses espèces, semblable à une « machine à voyager dans le temps » génomique. En comparant le génome humain avec les génomes ancestraux reconstruits, ils ont pu identifier chez ces derniers des ET qui avaient dégénéré (usé) pendant des millions d’années chez l’homme.

Cette comparaison leur a permis de détecter (« annoter ») des ET qui auraient pu être manqués dans des études précédentes utilisant uniquement des données du génome humain.

En utilisant cette approche, les scientifiques ont découvert un plus grand nombre d’ET que ce que l’on savait auparavant, augmentant considérablement la proportion de notre ADN apportée par les ET. De plus, ils ont pu montrer que ces séquences TE nouvellement découvertes jouaient les mêmes rôles régulateurs que leurs parents plus récents et précédemment identifiés.

Les utilisations possibles sont énormes.

Une meilleure compréhension des ET et de leurs régulateurs pourrait permettre de mieux comprendre les maladies humaines, dont beaucoup seraient influencées par des facteurs génétiques. Principalement le cancer, mais aussi les troubles auto-immuns et métaboliques et plus généralement la réaction de notre corps au stress environnemental et au vieillissement.

Didier Trono à l’EPFL